JP6223932B2 - Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program - Google Patents
Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6223932B2 JP6223932B2 JP2014178531A JP2014178531A JP6223932B2 JP 6223932 B2 JP6223932 B2 JP 6223932B2 JP 2014178531 A JP2014178531 A JP 2014178531A JP 2014178531 A JP2014178531 A JP 2014178531A JP 6223932 B2 JP6223932 B2 JP 6223932B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- colony
- candidate
- colonies
- region
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 90
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 173
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 89
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 78
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 75
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 75
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 53
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 47
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 241000894007 species Species 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 5
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 241000589876 Campylobacter Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 244000290594 Ficus sycomorus Species 0.000 description 1
- 206010018612 Gonorrhoea Diseases 0.000 description 1
- 241000186781 Listeria Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 208000001786 gonorrhea Diseases 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
本発明は、例えばシャーレを利用して培地中に菌類、カビ等の微生物のコロニーを検出する微生物検出方法、微生物検出装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a microorganism detection method, a microorganism detection apparatus, and a program for detecting a colony of microorganisms such as fungi and fungi in a medium using, for example, a petri dish.
特許文献1、2には、シャーレの培地に発生した微生物を検出してコロニーを計数する微生物検出方法(コロニー検出方法)が開示されている。この微生物検出方法では、微生物が培養された培地を収容するシャーレをカメラで撮影し、その画像を基に画像中の培地領域内の微生物のコロニーの数を計数する。 Patent Documents 1 and 2 disclose a microorganism detection method (colony detection method) in which microorganisms generated in a petri dish medium are detected and colonies are counted. In this microorganism detection method, a petri dish containing a medium in which microorganisms are cultured is photographed with a camera, and the number of microorganism colonies in the medium region in the image is counted based on the image.
ところで、この種の検査では、コロニーの有無が重要となる場合と、コロニーの発生数が重要となる場合とがある。前者の場合はコロニーの検出精度が重要になるが、後者の場合は、コロニーの計数精度が重要になる。 By the way, in this type of inspection, there are cases where the presence or absence of colonies is important and cases where the number of colonies generated is important. In the former case, the colony detection accuracy is important, but in the latter case, the colony counting accuracy is important.
例えば特許文献1では、カメラでシャーレを異なる回転角度で撮像し、回転角度の異なる複数の画像中の培地内で計数したコロニー数から、培地の厚さ方向に重なったコロニーもなるべく区別して計数する。つまり、ある回転角度で撮像した画像では複数のコロニーが重なって1つに計数されても、また別の異なる回転角度から撮像した画像ではそれら複数のコロニーが離れて別々に計数される。このように異なる回転角度の複数の画像間で対応するコロニーを比較することで、重なった複数のコロニーを別々に計数し、より正しいコロニー数を演算できる。 For example, in Patent Document 1, a petri dish is imaged at different rotation angles with a camera, and colonies overlapping in the thickness direction of the medium are distinguished and counted as much as possible from the number of colonies counted in the medium in a plurality of images with different rotation angles. . That is, even if a plurality of colonies overlap and are counted as one in an image captured at a certain rotation angle, the plurality of colonies are separated and counted separately in an image captured from another different rotation angle. Thus, by comparing the corresponding colonies between a plurality of images with different rotation angles, it is possible to separately calculate a plurality of overlapping colonies and calculate a more correct number of colonies.
また、特許文献2では、検査対象画像領域を中央領域と周縁領域とに分け、中央領域のコロニー数を計数し、周縁領域のコロニー数を中央領域のコロニー数に対して所定の比率であるとみなしてコロニーの全数を計数する。このため、周縁領域で、シャーレの側壁部の内側近傍で培地がメニスカスで厚くなって他の部分との濃淡差ができたり、またシャーレの側壁部で屈折した光の影響で側壁部に沿って培地に濃淡の輪ができたりしても、比較的正確にコロニー数を計数できる。 Further, in Patent Document 2, the image area to be inspected is divided into a central area and a peripheral area, the number of colonies in the central area is counted, and the number of colonies in the peripheral area is a predetermined ratio with respect to the number of colonies in the central area. Consider the total number of colonies. For this reason, in the peripheral region, the medium becomes thick at the meniscus in the vicinity of the inside of the side wall portion of the petri dish, and there is a difference in density from other parts, or along the side wall portion due to the influence of light refracted on the side wall portion of the petri dish Even if dark and light rings are formed on the medium, the number of colonies can be counted relatively accurately.
しかしながら、引用文献1に記載の微生物検出方法では、培地の厚さ方向に重なった複数のコロニーや、気泡と重なったコロニーを回転角度の異なる複数の画像を用いて計数することができるものの、気泡とコロニーとが連結するなど両者間の距離が零又はかなり短く、回転角度の異なるどの画像でも分離できない場合は、コロニーを正確に計数できない。 However, in the microorganism detection method described in Cited Document 1, a plurality of colonies that overlap in the thickness direction of the medium and a colony that overlaps the bubbles can be counted using a plurality of images with different rotation angles. If the distance between the two is zero or considerably short and any image with a different rotation angle cannot be separated, the colonies cannot be counted accurately.
また、特許文献2に記載の微生物計数方法では、コロニー数の計数精度は、中央領域のコロニー数に依存する。このため、中央領域において気泡と連結又は重なっているコロニーを検出できなかった場合、中央領域のコロニー計数精度が相対的に低くなり、その計数値に対して所定の比率として演算される周縁領域におけるコロニー数の推定値の精度が悪くなるので、コロニーの計数精度が低下することになる。よって、気泡等の異物と微生物とが連結又は重なっていても、比較的高い精度で微生物を検出できる微生物検出方法が要望されている。なお、上記の課題は、コロニーの計数に限らず微生物を検査する微生物検出方法において概ね同様に該当する。 Moreover, in the microorganism counting method described in Patent Document 2, the counting accuracy of the number of colonies depends on the number of colonies in the central region. For this reason, when a colony connected to or overlapping with bubbles in the central region cannot be detected, the colony counting accuracy of the central region is relatively low, and in the peripheral region calculated as a predetermined ratio with respect to the counted value Since the accuracy of the estimated value of the number of colonies deteriorates, the colony counting accuracy decreases. Therefore, there is a demand for a microorganism detection method that can detect microorganisms with relatively high accuracy even if foreign substances such as bubbles and microorganisms are connected or overlapped. Note that the above-mentioned problems are not limited to the colony counting, and the same applies to microorganism detection methods for examining microorganisms.
本発明の目的は、検査対象物を撮影した画像において異物を検出でき、比較的高い微生物の検出精度を得ることができる微生物検出方法、微生物検出装置及びプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is an image obtained by photographing the inspection object can be detected foreign matter, microorganism detection method capable of obtaining a detection accuracy of the relatively high microorganism is to provide a microorganism detection apparatus, and a program.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する微生物検出方法は、培地に培養された微生物を検出する微生物検出方法であって、培地を含む検査対象物を撮影した画像中の検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいて微生物のコロニーが存在する可能性のある領域をコロニー候補として抽出する抽出ステップと、前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定する環状判定ステップと、
当該環状判定ステップで異物と判定されたコロニー候補を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去ステップとを備えている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A microorganism detection method for solving the above-described problem is a microorganism detection method for detecting microorganisms cultured in a medium, and in the inspection object image region in an image obtained by photographing the inspection object including the medium, An extraction step for extracting a region where a microbial colony may exist as a colony candidate based on the difference in color, and determining whether the colony candidate is circular, whether the colony candidate is a foreign object, An annular determination step for determining whether a plurality of colonies are consecutive colony candidates,
And a foreign substance removing step of extracting the colonies subjected to foreign matter removing process of removing colony candidates it is determined that the foreign matter in the annular determination step.
この方法によれば、抽出ステップにおいて、検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいてコロニー候補が抽出される。さらに、環状判定ステップでコロニー候補が異物を含むか否かが判定される。異物除去ステップでは、コロニー候補に対して異物除去処理が施され、異物が除去されることでコロニーが抽出される。 According to this method, in the extraction step, colony candidates are extracted based on the density or color difference from the culture medium in the inspection target image region. Further, it is determined whether or not the colony candidate includes a foreign substance in the circular determination step. The foreign matter removing step, foreign substance removal process is performed on colonies candidate colonies are extracted by the foreign matter is divided.
よって、異物除去処理の対象とするコロニー候補の数を減らすことができ、コロニーを検出し終わるまでに要する総処理時間を相対的に短く抑えることができる。 I I, it is possible to reduce the number of colonies candidates to be subjected to the foreign matter removal processing, it is possible to suppress the total processing time required for until you detect colonies relatively short.
上記微生物検出方法において、前記異物除去処理により抽出された前記コロニーの数を含むコロニー数を計数する計数ステップを更に備えることが好ましい。
この方法によれば、計数ステップにより、異物除去処理により抽出されたコロニーの数を含むコロニー数が計数される。よって、異物除去処理を行わない場合に比べ、コロニーの計数精度が向上する。
The microorganism detection method preferably further includes a counting step of counting the number of colonies including the number of colonies extracted by the foreign substance removal process.
According to this method, the number of colonies including the number of colonies extracted by the foreign substance removal process is counted in the counting step. Therefore, the colony counting accuracy is improved as compared with the case where the foreign matter removing process is not performed.
上記微生物検出方法において、前記コロニー候補が異物を含むか否かを判定する判定ステップを更に備え、前記異物除去ステップでは、前記判定ステップで異物を含むと判定されたコロニー候補に対して前記異物除去処理を施すことが好ましい。 The microorganism detection method further includes a determination step of determining whether or not the colony candidate includes a foreign substance, and the foreign substance removal step includes removing the foreign substance with respect to the colony candidate determined to include the foreign substance in the determination step. It is preferable to perform the treatment.
上記微生物検出方法において、前記環状判定ステップに先立ち、前記コロニー候補の凸面度が設定値以下であるか否かを判定する凸面度判定ステップと、前記凸面度が設定値以下のコロニー候補の両端部を補助線で連結する連結処理ステップとを更に備えることが好ましい。 In the microorganism detection method, prior to the circular determination step , a convexity determination step for determining whether the convexity of the colony candidate is a set value or less, and both ends of the colony candidate for which the convexity is a set value or less it is preferable that the obtaining further Bei a connecting process step of connecting the auxiliary lines.
この方法によれば、凸面度判定ステップでコロニー候補に対して凸面度が判定される。連結処理ステップでは、凸面度が設定値以下であるコロニー候補に対して両端部を画像上で連結させる連結処理が施される。環状判定ステップは、連結処理ステップの後に実行される。よって、気泡等の通常環状に写る異物が一部切れた円弧状になっていても、連結処理によって環状になるので、環状判定ステップで異物として判定される。よって、円弧状の気泡等の異物を含むコロニー候補をも異物除去処理の対象とすることができ、その分、コロニーの検出精度が向上する。 According to this method, the convexity degree is determined for the colony candidate in the convexity degree determination step. In the connection process step, a connection process for connecting both ends of the colony candidate whose convexity is equal to or less than a set value on the image is performed. The annular determination step is executed after the connection processing step. Therefore, even if the foreign matter that appears in a normal ring shape, such as a bubble, has an arc shape with a part cut, it is determined as a foreign matter in the ring determination step because it is formed into a ring shape by the connection process. Therefore, a colony candidate including a foreign substance such as an arc-shaped bubble can be a target for the foreign substance removal process, and the colony detection accuracy is improved accordingly.
上記微生物検出方法において、前記異物除去ステップで前記異物除去処理が施された後のコロニー候補に対して複数のコロニーを含む可能性のある分離対象であるか否かを判定する分離判定ステップと、前記分離対象と判定されたコロニー候補に対して分離処理を施す分離ステップとを更に備えることが好ましい。 In the microorganism detection method, a separation determination step for determining whether or not the candidate for colony after the foreign matter removal process in the foreign matter removal step is a separation target that may include a plurality of colonies; It is preferable to further include a separation step of performing a separation process on the colony candidate determined as the separation target.
この方法によれば、異物除去処理が施された後に分離対象と判定されたコロニー候補には分離処理が施され、分離できるものについては複数のコロニーに分離される。よって、コロニーの検出精度が向上する。例えば検出されたコロニーを計数する場合、計数精度も向上する。 According to this method, the colony candidate determined to be separated after the foreign substance removal process is performed is subjected to the separation process, and those that can be separated are separated into a plurality of colonies. Therefore, the colony detection accuracy is improved. For example, when counting detected colonies, the counting accuracy is also improved.
上記微生物検出方法において、前記異物除去処理は、コロニー候補における閾値を超えるサイズの領域の形状を抽出する形状抽出処理であることが好ましい。
この方法によれば、異物除去処理では、コロニー候補における閾値を超えるサイズの領域の形状を抽出する形状抽出処理が施される。この結果、閾値以下のサイズの異物は除去できるとともに、閾値を超えるサイズのコロニーを残すことができる。
In the microorganism detection method, the foreign matter removal process is preferably a shape extraction process for extracting a shape of a region having a size exceeding a threshold value in a colony candidate.
According to this method, in the foreign substance removal process, the shape extraction process is performed to extract the shape of the region having a size exceeding the threshold value in the colony candidate. As a result, foreign matters having a size equal to or smaller than the threshold can be removed, and colonies having a size exceeding the threshold can be left.
なお、上記微生物検出方法において、前記形状抽出処理は、前記閾値として円の直径が指定され、指定の直径の円が前記コロニー候補の領域内に内接可能な円の集合領域を抽出して、前記コロニー候補に対してコロニー以外の異物が占める領域の少なくとも一部を除去する処理を含むことが好ましい。この方法によれば、コロニー候補に形状抽出処理が施されると、指定の直径の円がコロニー候補の領域内に内接可能な円の集合領域を抽出する。この結果、指定の直径よりも幅の狭いコロニー候補の一部の領域(例えば気泡の円弧状領域や線状異物の領域)は除去され、指定の直径の円が内接可能な領域であるコロニーの形状が抽出される。よって、気泡等の異物と連結又は重なって写ったコロニー候補から気泡や線状異物を除去し、コロニーを抽出できる。 In the microbe detection method, the shape extraction process is performed by extracting a circle collection area in which a circle diameter is designated as the threshold, and a circle having a designated diameter can be inscribed in the colony candidate area , It is preferable to include a process of removing at least a part of a region occupied by a foreign substance other than the colony with respect to the colony candidate . According to this method, when a shape extraction process is performed on a colony candidate, a circle collection region in which a circle having a specified diameter can be inscribed in the colony candidate region is extracted. As a result, some areas of colony candidates that are narrower than the specified diameter (for example, arc-shaped areas of bubbles and areas of linear foreign objects) are removed, and colonies that are areas where a circle with the specified diameter can be inscribed Are extracted. Therefore, it is possible to remove a bubble or a linear foreign object from a colony candidate that is connected or overlapped with a foreign substance such as a bubble and extract a colony.
上記微生物検出方法において、前記検査対象画像領域を中央領域と周縁領域とに分け、前記抽出ステップでは、前記周縁領域を極座標変換する極座標変換ステップを更に備え、極座標変換後の周縁領域の画像において前記周縁領域におけるコロニー候補を抽出することが好ましい。 In the microorganism detection method, the inspection target image region is divided into a central region and a peripheral region, and the extraction step further includes a polar coordinate conversion step for performing a polar coordinate conversion on the peripheral region, and in the image of the peripheral region after the polar coordinate conversion, It is preferable to extract colony candidates in the peripheral region.
この方法によれば、抽出ステップでは、極座標変換後の周縁領域の画像において周縁領域におけるコロニー候補が抽出されるので、検査対象物の容器の周縁に存在するコロニー候補を、培地のメニスカスや屈折光の影響にさほど邪魔されず比較的正確に抽出することができる。 According to this method, in the extraction step, colony candidates in the peripheral region are extracted from the image of the peripheral region after the polar coordinate conversion. Therefore, the colony candidates existing in the periphery of the container of the inspection object are extracted from the meniscus or refracted light of the medium. Extraction can be performed relatively accurately without being disturbed by the influence of.
なお、前記異物除去ステップでは、前記極座標変換後の前記周縁領域の画像における前記コロニー候補に前記異物除去処理を施すことが好ましい。
この方法によれば、極座標変換後の周縁領域の画像におけるコロニー候補に異物除去処理が施される。周縁領域におけるコロニー候補の抽出がし易いうえ、極座標から元の座標との対応をとらなくても異物を除去できる。
In the foreign matter removing step, it is preferable that the foreign matter removing process is performed on the colony candidates in the peripheral region image after the polar coordinate conversion.
According to this method, the foreign substance removal process is performed on the colony candidates in the peripheral area image after the polar coordinate conversion. It is easy to extract colony candidates in the peripheral area, and foreign matter can be removed without taking correspondence from the polar coordinates to the original coordinates.
上記課題を解決する微生物検出装置は、培地に培養された微生物を検出する微生物検出装置であって、培地を含む検査対象物を撮影した画像中の検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいて微生物のコロニーが存在する可能性のある領域をコロニー候補として抽出する抽出部と、前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定する環状判定部と、前記コロニー候補に対してコロニー以外の異物を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去処理部とを備えている。 A microorganism detection apparatus that solves the above-described problem is a microorganism detection apparatus that detects microorganisms cultured in a culture medium, and in a test object image region in an image obtained by photographing a test object including the culture medium, Based on the difference in color, an extraction unit that extracts a region where a microbial colony may exist as a colony candidate, and determines whether the colony candidate is circular, whether the colony candidate is a foreign object, comprising a determining annular determining section for determining a plurality of colonies is continuous colonies candidates, and performs a foreign object removing process for removing foreign matter other than the colony foreign substance removal processing unit which extracts a colony to the colony candidate ing.
この構成によれば、抽出部により、検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいてコロニー候補が抽出される。環状判定部により前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定される。異物除去処理部により、コロニー候補に対して異物除去処理が施され、異物が除去されることでコロニーが抽出される。よって、コロニーの検出精度が向上する。さらに、異物除去処理の対象とするコロニー候補の数を減らすことができ、コロニーを検出し終わるまでに要する総処理時間を相対的に短く抑えることができる。 According to this configuration, the colony candidate is extracted by the extraction unit based on the density or color difference from the culture medium in the inspection target image region. The circular determination unit determines whether or not the colony candidate is circular, and determines whether the colony candidate is a foreign substance or a colony candidate in which a plurality of colonies are connected. The foreign substance removal processing unit, the foreign matter removal processing is performed on the colony candidate colonies are extracted by the foreign matter is divided. I, to improve the detection accuracy of the colony. Furthermore, the number of colony candidates to be subjected to the foreign substance removal process can be reduced, and the total processing time required until the colony detection is completed can be kept relatively short.
上記課題を解決するプログラムは、培地に培養された微生物を検出する微生物検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータに、培地を含む検査対象物を撮影した画像中の検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいて微生物のコロニーが存在する可能性のある領域をコロニー候補として抽出する抽出ステップと、前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定する環状判定ステップと、当該環状判定ステップで異物と判定されたコロニー候補に対してコロニー以外の異物を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去ステップとを実行させる。コンピュータによりこのプログラムが実行されることで、上記微生物検出方法と同様の作用効果を得ることができる。 A program for solving the above-described problem is a program for causing a computer to execute a microorganism detection process for detecting microorganisms cultured in a medium, and the inspection object image in an image obtained by photographing the inspection object including the medium on the computer. In the region, an extraction step for extracting a region where a microbial colony may be present based on the difference in color or color from the medium as a colony candidate, and determining whether the colony candidate is circular, whether the colonies candidate is foreign body, an annular judgment step of judging whether the colony candidates continuous multiple colonies, removing foreign matter other than the colonies against determined colonies candidate as foreign in the annular determination step A foreign matter removing step of performing a foreign matter removing process to extract colonies. When this program is executed by a computer, the same effects as the above-described microorganism detection method can be obtained.
本発明によれば、検査対象物を撮影した画像において異物を検出でき、比較的高い微生物の検出精度を得ることができる、という優れた効果が得られる。 According to the present invention, in an image obtained by photographing the inspection object can be detected foreign material, it is possible to obtain the detection accuracy of the relatively high microbial, excellent effect can be obtained.
以下、微生物検出装置に係る一実施形態を、図面を参照して説明する。
図1に示すように、微生物検査システム(以下、単に「検査システム11」と称す)は、検査対象物の一例である試料Sが検査のためにセットされる検査部12と、パーソナルコンピュータ13とを備えている。試料Sは、例えば、菌を培養した培地Mを収容するシャーレ30(図2参照)である。
Hereinafter, an embodiment according to a microorganism detection device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a microorganism testing system (hereinafter simply referred to as “testing system 11”) includes a testing unit 12 in which a sample S, which is an example of a test object, is set for testing, a personal computer 13, It has. The sample S is, for example, a petri dish 30 (see FIG. 2) that houses a medium M in which bacteria are cultured.
検査システム11は、培養後の試料Sの培地層中に発生した菌のコロニーを検出するものである。検査部12の検査室12a内には、試料Sを載置するための検査台15(検査用ステージ)と、検査台15上の試料Sを撮影するためのカメラ16とが設けられている。試料Sは、例えば培養期間の途中時点又は終了時点など検査を所望する所定時期に検査室12a内の検査台15上にセットされる。検査システム11は、検査台15にセットされた試料Sをカメラ16で撮影し、試料Sの画像に基づいて試料Sの培地に存在する微生物のコロニーを検出し、そのコロニー数を計数する。なお、本実施形態では、コロニーが微生物の一例となる。 The inspection system 11 detects a colony of fungi generated in the culture medium layer of the sample S after culture. In the inspection room 12 a of the inspection unit 12, an inspection table 15 (inspection stage) for placing the sample S and a camera 16 for photographing the sample S on the inspection table 15 are provided. The sample S is set on the examination table 15 in the examination room 12a at a predetermined time when examination is desired, for example, at an intermediate point or end point of the culture period. The inspection system 11 photographs the sample S set on the inspection table 15 with the camera 16, detects a colony of microorganisms present in the medium of the sample S based on the image of the sample S, and counts the number of colonies. In the present embodiment, a colony is an example of a microorganism.
パーソナルコンピュータ13には、カメラ16により撮影された試料Sの画像信号が入力される。パーソナルコンピュータ13は、試料Sの画像データを用いて、所定のアルゴリズムにより、試料Sの培地に発生した菌のコロニー(以下、単に「コロニーCL」と称す。)を検出する微生物検出処理と、検出されたコロニーの数を計数する計数処理とを行う。 An image signal of the sample S taken by the camera 16 is input to the personal computer 13. The personal computer 13 uses the image data of the sample S to detect a microorganism colony (hereinafter, simply referred to as “colony CL”) generated in the medium of the sample S by a predetermined algorithm, and a detection And a counting process for counting the number of colonies formed.
図1に示すように、検査室12a内に設けられた検査台15は、支持台21上に設けられた可動式のステージ22と、ステージ22上にセットされた試料Sを照明する光源23と、平行フィルタ24と、拡散板25と、ステージ22を可動させるモータ26とを備えている。ステージ22は、少なくとも試料Sが載置される部分がガラス等の透光性材料により形成されている。ステージ22の上面(載置面)には、試料Sのシャーレ30を所定位置に位置決め可能なストッパ27が設けられている。ステージ22は、支持台21に対して載置面と直交するZ軸方向と平行な軸線を中心に軸回転可能な状態で支持され、モータ26の動力で軸回転可能に構成されている。また、ステージ22は、載置面と平行な仮想面内で互いに直交するX軸方向及びY軸方向への位置調整が可能となっている。 As shown in FIG. 1, the inspection table 15 provided in the inspection chamber 12 a includes a movable stage 22 provided on a support table 21, and a light source 23 that illuminates a sample S set on the stage 22. , A parallel filter 24, a diffusion plate 25, and a motor 26 that moves the stage 22. The stage 22 has at least a portion on which the sample S is placed formed of a translucent material such as glass. A stopper 27 that can position the petri dish 30 of the sample S at a predetermined position is provided on the upper surface (mounting surface) of the stage 22. The stage 22 is supported so as to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction orthogonal to the mounting surface with respect to the support base 21, and is configured to be rotatable with the power of the motor 26. The stage 22 can be adjusted in position in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other in a virtual plane parallel to the placement surface.
ステージ22上の試料Sをカメラ16で撮影するときにステージ22を軸回転させることで、複数の異なる回転角度で試料Sを撮影することが可能である。詳しくは、モータ26の動力でステージ22をカメラ16の光軸と平行な軸線を中心として回転させることが可能となっている。この場合、カメラ16の光軸とシャーレ30の中心は必ずしも一致しないので、シャーレ30は回転角度によってカメラ16によって異なる撮影角度から撮影される。よって、ある回転角で撮影された試料S中の培地における近傍位置にある例えば2つのコロニーがそのときのカメラの撮影角度では重なっていても、他の回転角度から撮影した場合におけるそのときのカメラの撮影角度では、その重なっていたコロニーが分離された状態で撮影される場合がある。 When the sample S on the stage 22 is photographed by the camera 16, the sample S can be photographed at a plurality of different rotation angles by rotating the stage 22 about its axis. Specifically, the stage 22 can be rotated about the axis parallel to the optical axis of the camera 16 by the power of the motor 26. In this case, since the optical axis of the camera 16 and the center of the petri dish 30 do not necessarily coincide with each other, the petri dish 30 is shot by the camera 16 from different shooting angles depending on the rotation angle. Therefore, even when two colonies, for example, in the vicinity of the culture medium in the sample S photographed at a certain rotation angle overlap at the photographing angle of the camera at that time, the camera at that time when photographed from another rotational angle. With the shooting angle, there are cases where the overlapping colonies are shot in a separated state.
この場合、回転角度によって撮影された画像においてコロニーを計数した場合、コロニーが重なっている場合と重なっていない場合とで、コロニーの計数値が異なることになる。このため、本例では、シャーレを異なる回転角で複数回撮影することで、撮影角度の異なる複数の画像を取得し、各画像においてコロニーを計数し、例えば最大の計数値に基づいてコロニーの数を決めるようにしている。 In this case, when the number of colonies is counted in an image taken according to the rotation angle, the colony count value differs depending on whether the colonies overlap or not. For this reason, in this example, the petri dish is imaged a plurality of times at different rotation angles to obtain a plurality of images having different imaging angles, and the number of colonies is counted in each image, for example, based on the maximum count value. To decide.
また、検査システム11は、検査台15上の試料Sをカメラ16で撮影して取得した画像に基づいて、コロニーの検出処理及び計数処理を行う微生物検出処理装置(以下、単に「検出処理装置40」と称す。)を有している。検出処理装置40は、カメラ16からの画像データが取り込まれるパーソナルコンピュータ13の本体31に内蔵されている。 The inspection system 11 also uses a microorganism detection processing device (hereinafter simply referred to as “detection processing device 40”) that performs colony detection processing and counting processing based on an image acquired by photographing the sample S on the inspection table 15 with the camera 16. "). The detection processing device 40 is built in the main body 31 of the personal computer 13 into which image data from the camera 16 is taken.
光源23から出射された光は、平行フィルタ24により平行光とされ、その平行光は拡散板25で拡散される。支持台21の開口及びステージ22の透光性材料からなる部分を通じて拡散光は試料S(シャーレ30)の下面に照射され、その照射された拡散光はシャーレ30及び培地Mを透過する。カメラ16は撮影する。カメラ16は検査台15上の試料Sの全体を撮影できる距離を離れた位置に配置されている。なお、環状の光源をカメラ16と検査台15との間に、光源23の中心軸とカメラ16の光軸とが一致する状態に配置し、試料Sに対してカメラ16と同じ方向側から照明した画像を撮影する構成でもよい。なお、検査室12a内には、カメラ16、光源23及びモータ26に電力を供給する電源装置28が配置されている。 The light emitted from the light source 23 is converted into parallel light by the parallel filter 24, and the parallel light is diffused by the diffusion plate 25. The diffused light is applied to the lower surface of the sample S (the petri dish 30) through the opening of the support base 21 and the stage 22 made of a translucent material, and the irradiated diffused light passes through the petri dish 30 and the medium M. The camera 16 takes a picture. The camera 16 is arranged at a position away from the distance at which the entire sample S on the inspection table 15 can be photographed. An annular light source is arranged between the camera 16 and the inspection table 15 so that the central axis of the light source 23 and the optical axis of the camera 16 coincide with each other, and the sample S is illuminated from the same direction side as the camera 16. The structure which image | photographs the done image may be sufficient. A power supply device 28 for supplying power to the camera 16, the light source 23, and the motor 26 is disposed in the examination room 12a.
カメラ16は、本例ではモノクロカメラを使用するが、カラーカメラであってもよい。カメラ16は、撮像素子として、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOSイメージセンサ等が使用される。カメラ16は、自動合焦(オートフォーカス)機能及びズーム機能を有するレンズユニット17を備えている。カメラ16は、検査台15上の試料S(シャーレ30)を所定の倍率で撮像する。カメラ16としてカラーカメラを使用する場合、三板式と単板式のどちらでも使用できる。 The camera 16 uses a monochrome camera in this example, but may be a color camera. The camera 16 uses a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, a CMOS image sensor, or the like as an image sensor. The camera 16 includes a lens unit 17 having an autofocus function and a zoom function. The camera 16 images the sample S (the petri dish 30) on the inspection table 15 at a predetermined magnification. When a color camera is used as the camera 16, either a three-plate type or a single-plate type can be used.
試料Sは、培地M(寒天培地等)を収容するシャーレ30(例えばガラスシャーレ)である。シャーレ30は、皿部に蓋を被せてから上下反転させた状態で、蓋をカメラ16と反対側に向けて、検査台15上に載置されている。これは、蓋を外すことにより菌等が培地Mに混入することを防止するためである。 The sample S is a petri dish 30 (for example, a glass petri dish) that contains a medium M (agar medium or the like). The petri dish 30 is placed on the inspection table 15 with the lid facing the opposite side to the camera 16 in a state where the plate portion is covered with the lid and turned upside down. This is to prevent bacteria and the like from being mixed into the medium M by removing the lid.
パーソナルコンピュータ13は、本体31と、マウス32m及びキーボード32kよりなる入力装置32と、モニタ33(表示部)とを備えている。カメラ16は、本体31に接続されている。カメラ16は内部の撮像素子(図示せず)が取得したアナログ信号をA/D変換することで生成した画像データを本体31へ出力する。本体31に内蔵された検出処理装置40は、カメラ16から入力した画像データに基づいて培地M中の微生物コロニーの検出処理と計数処理とを行う。なお、本実施形態の検出処理装置40は、微生物検出装置の一例に相当する。 The personal computer 13 includes a main body 31, an input device 32 including a mouse 32m and a keyboard 32k, and a monitor 33 (display unit). The camera 16 is connected to the main body 31. The camera 16 outputs image data generated by A / D converting an analog signal acquired by an internal imaging device (not shown) to the main body 31. The detection processing device 40 built in the main body 31 performs a detection process and a counting process of microbial colonies in the culture medium M based on the image data input from the camera 16. The detection processing device 40 of the present embodiment corresponds to an example of a microorganism detection device.
次に、図2を参照して、検査対象である試料Sをカメラ16が撮影した画像について説明する。図2に示すように、例えば所定の培養期間を終えた検査対象の試料Sを撮影した画像のうちシャーレ30内の培地Mの領域の全体が検査対象画像領域KAとされる。シャーレ30内の培地Mには、複数のコロニーCLが例えば点在するように発生している。また、培地Mには、コロニーCLの誤検出及び誤計数の原因となりうる気泡Bや埃等の異物Nがノイズとして存在する場合がある。 Next, with reference to FIG. 2, an image obtained by photographing the sample S to be inspected by the camera 16 will be described. As shown in FIG. 2, for example, the entire area of the medium M in the petri dish 30 in the image obtained by photographing the specimen S to be examined after a predetermined culture period is set as the examination target image area KA. In the culture medium M in the petri dish 30, a plurality of colonies CL are, for example, scattered. Further, in the medium M, there may be a foreign substance N such as a bubble B or dust that may cause erroneous detection and erroneous counting of the colony CL as noise.
ここで、シャーレ30には、検査対象である例えば飲料水や食物等の検体液が所定量混入された培地Mが収容されている。試料Sを作る際、例えば45〜50℃に保温された液状の培地をシャーレ30の皿部に流し込むが、このとき培地に気泡B(図2参照)が混入する場合がある。この気泡Bが消失しないまま培地Mが固まると、検査時の培地Mに気泡Bが存在することになる。 Here, the petri dish 30 contains a medium M in which a predetermined amount of sample liquid such as drinking water or food to be examined is mixed. When making the sample S, for example, a liquid medium kept at 45 to 50 ° C. is poured into the dish part of the petri dish 30. At this time, bubbles B (see FIG. 2) may be mixed in the medium. When the medium M is solidified without the bubbles B disappearing, the bubbles B are present in the medium M at the time of inspection.
図2に示すように、コロニーCL、気泡B及び埃などの異物Nは、培地Mよりも濃く写り、培地Mよりも濃淡値が低くなっている。すなわち、コロニーCLは濃灰色又は黒色を有する円形の濃領域となっている。また、気泡Bは、球体の空気などの透明な気体で形成され、中央が白色又は淡灰色の穴(例えば白穴)になっていて外周部分が濃灰色又は黒色を有する円環状の濃領域となっている。また、埃などの異物は例えば繊維状で濃灰色又は黒色を有する。 As shown in FIG. 2, the foreign matter N such as the colony CL, the bubbles B, and dust appears darker than the culture medium M, and the density value is lower than that of the culture medium M. That is, the colony CL is a circular dark region having dark gray or black. In addition, the bubble B is formed of a transparent gas such as spherical air, an annular dark region having a white or light gray hole (for example, a white hole) at the center and a dark gray or black outer peripheral portion. It has become. Moreover, foreign matters such as dust are, for example, fibrous and dark gray or black.
シャーレ30内の培地Mは、恒温室内において所定の温度条件下で所定の培養期間、培養される。試料Sは、検査システム11により、微生物(検査対象の菌)の培養期間の終了までの必要な時期(例えば培養期間終了後)に少なくとも1回検査される。この検査により、試料Sの培地Mに発生したコロニーCLの検出及びそのコロニー数が計数される。この検査時に培地Mに存在する気泡Bは、コロニーCLの誤検出及び誤計数の原因となる場合がある。また、コロニーCLは培地Mの内部及び表面の任意の場所に発生するため、撮影された画像において複数のコロニーCLが連結したり重なっていたりする場合がある。 The medium M in the petri dish 30 is cultured in a constant temperature room for a predetermined culture period under a predetermined temperature condition. The sample S is inspected at least once by the inspection system 11 at a necessary time (for example, after the end of the culture period) until the end of the culture period of the microorganism (test target microorganism). By this inspection, the detection of the colonies CL generated in the medium M of the sample S and the number of the colonies are counted. The bubbles B present in the culture medium M at the time of the inspection may cause erroneous detection and erroneous counting of the colony CL. In addition, since the colony CL is generated at an arbitrary location inside and on the surface of the medium M, a plurality of colonies CL may be connected or overlapped in the photographed image.
また、図2に示すように、本実施形態では、検査対象画像領域KAを、周縁部を除く大部分の領域を占める円形の中央領域A1と、その外周側に位置して最外周付近に円環状に延びる最外周領域A2(周縁領域の一例)とに同図に破線の円で示される区画線で分割する。最外周領域A2では、培地Mがメニスカスによって側壁部30aに沿った領域で他の領域(内側領域)よりも厚くなっており、この培地Mの厚さの違いによって周縁部が内側領域に比べ相対的に濃くなり、内側領域と周縁部とで濃淡に違いができる。また、例えば、シャーレ30の側壁部30aで屈折した光によって培地Mの周縁部には円環状の明部や暗部(影部)ができ、培地Mの濃淡が変化する。このように最外周領域A2は、培地Mの厚さがメニスカスにより相対的に厚くなって相対的に高濃度となっており、かつ側壁部30aで屈折する光の影響で濃淡が発生する。 Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the inspection target image area KA is divided into a circular central area A1 that occupies most of the area excluding the peripheral edge, and a circle near the outermost periphery located on the outer peripheral side. The outermost peripheral area A2 (an example of a peripheral area) extending in a ring shape is divided by a dividing line indicated by a broken-line circle in FIG. In the outermost peripheral region A2, the culture medium M is thicker than the other regions (inner regions) in the region along the side wall 30a by the meniscus, and the peripheral portion is relative to the inner region due to the difference in thickness of the culture medium M. It becomes darker and there is a difference in shading between the inner region and the peripheral portion. For example, the light refracted by the side wall 30a of the petri dish 30 forms an annular bright part or dark part (shadow part) on the peripheral part of the medium M, and the density of the medium M changes. Thus, in the outermost peripheral region A2, the thickness of the culture medium M becomes relatively high due to the meniscus, and the density is relatively high due to the influence of light refracted by the side wall 30a.
そのため、検査対象画像領域KAを、培地Mのメニスカスや側壁部30aでの屈折光による濃淡の影響がほとんどない円形の中央領域A1と、その外周側の領域であって培地Mのメニスカスや側壁部30aで屈折光による濃淡の変化が検査に影響する虞があるとみなされる周縁部分を含む円環状の最外周領域A2とに分割する。そして、中央領域A1と最外周領域A2とで異なる方式でコロニーCLの計数を行うようにしている。さらに最外周領域A2におけるコロニー数を計数する方式として、後述する2通りの方式が用意されている。 Therefore, the inspection target image region KA is divided into a circular central region A1 that is hardly affected by the meniscus of the medium M and the refracted light at the side wall 30a, and an outer peripheral side region of the meniscus and the side wall of the medium M. In 30a, it is divided into an annular outermost peripheral region A2 including a peripheral portion considered to have a possibility that a change in shading due to refracted light may affect the inspection. The colonies CL are counted by different methods in the central area A1 and the outermost peripheral area A2. Furthermore, as a method for counting the number of colonies in the outermost peripheral area A2, two methods described later are prepared.
次に、図3を参照して検査システム11の電気的構成及び機能的構成を説明する。
検査システム11を構成する検査部12とパーソナルコンピュータ13とは電気的に接続されている。パーソナルコンピュータ13を構成する本体31の内部には、CPU35(中央処理装置)及びメモリ36(例えばRAM)を有するコンピュータ本体部(以下、「コンピュータ38」という。)が内蔵されている。コンピュータ38は、入力装置32及び表示駆動回路39を介してモニタ33と接続されている。メモリ36には、カメラ16が撮影した画像データを用いて画像中の試料Sの培地に発生したコロニーの検出及び計数を含むコロニー計数処理をコンピュータ38に実行させるためのプログラムPRが記憶されている。コンピュータ38は、メモリ36から読み出したプログラムPRを実行することにより、微生物検出装置の一例としての検出処理装置40として機能する。検出処理装置40による微生物(本例ではコロニー)の検出機能及び計数機能の詳細は後述する。なお、メモリ36には、ハードディスクやRAMの一部の記憶領域が使用される。
Next, the electrical configuration and functional configuration of the inspection system 11 will be described with reference to FIG.
The inspection unit 12 and the personal computer 13 constituting the inspection system 11 are electrically connected. A computer main body (hereinafter referred to as “computer 38”) having a CPU 35 (central processing unit) and a memory 36 (for example, RAM) is built in the main body 31 constituting the personal computer 13. The computer 38 is connected to the monitor 33 via the input device 32 and the display drive circuit 39. The memory 36 stores a program PR for causing the computer 38 to execute colony counting processing including detection and counting of colonies generated in the medium of the sample S in the image using image data taken by the camera 16. . The computer 38 functions as a detection processing device 40 as an example of a microorganism detection device by executing the program PR read from the memory 36. Details of the detection function and the counting function of microorganisms (colony in this example) by the detection processing device 40 will be described later. The memory 36 uses a part of the storage area of the hard disk or RAM.
図3に示すように、コンピュータ38は、カメラ16及び光源23と接続されている。コンピュータ38は、カメラ16の撮影制御(フォーカス制御及びズーム制御など)と、光源23による照明の制御とを行う。コンピュータ38は、入力装置32の操作により入力された各種の設定データをメモリ36に記憶する。また、コンピュータ38は、カメラ16が撮影した試料Sの画像、コロニーの検出結果及び計数結果などをモニタ33に表示する。 As shown in FIG. 3, the computer 38 is connected to the camera 16 and the light source 23. The computer 38 performs shooting control (focus control, zoom control, etc.) of the camera 16 and illumination control by the light source 23. The computer 38 stores various setting data input by operating the input device 32 in the memory 36. Further, the computer 38 displays an image of the sample S taken by the camera 16, a colony detection result, a count result, and the like on the monitor 33.
一方、検査部12に備えられたカメラ16は、本体31内のコンピュータ38と電気的に接続されている。カメラ16が撮影した試料Sの画像データはケーブル18を通じてコンピュータ38に転送され、メモリ36の所定記憶領域に格納される。また、光源23及びモータ26は、駆動ユニット29(駆動回路)を介して本体31内のコンピュータ38と電気的に接続されている。コンピュータ38は、モータ制御信号(例えばモータ指令値)を駆動ユニット29内の不図示のモータ源駆動回路に出力することにより、電源装置28からの供給電圧を駆動ユニット29により所定の電圧に調整してモータ26に出力することでモータ26を駆動制御する。このときのモータ26の動力によりステージ22を回転させることで、ステージ22上の試料Sを所定角度ずつ回転させることが可能となっている。また、コンピュータ38は、光源23の明るさを制御する電源制御信号(例えば電流指令値)を駆動ユニット29内の不図示の光源駆動回路に出力することにより、電源装置28からの供給電圧を指示された所定の電圧に調整して光源23に出力することで光源23の明るさを制御する。モータ26の動力によりステージ22上の試料Sを回転させることが可能となっている。 On the other hand, the camera 16 provided in the inspection unit 12 is electrically connected to a computer 38 in the main body 31. The image data of the sample S taken by the camera 16 is transferred to the computer 38 through the cable 18 and stored in a predetermined storage area of the memory 36. The light source 23 and the motor 26 are electrically connected to a computer 38 in the main body 31 via a drive unit 29 (drive circuit). The computer 38 outputs a motor control signal (for example, a motor command value) to a motor source drive circuit (not shown) in the drive unit 29, thereby adjusting the supply voltage from the power supply device 28 to a predetermined voltage by the drive unit 29. The motor 26 is driven and controlled by outputting to the motor 26. By rotating the stage 22 with the power of the motor 26 at this time, the sample S on the stage 22 can be rotated by a predetermined angle. Further, the computer 38 outputs a power supply control signal (for example, a current command value) for controlling the brightness of the light source 23 to a light source drive circuit (not shown) in the drive unit 29, thereby instructing a supply voltage from the power supply device 28. The brightness of the light source 23 is controlled by adjusting to the predetermined voltage and outputting it to the light source 23. The sample S on the stage 22 can be rotated by the power of the motor 26.
図3において、検出処理装置40内のCPU35内に模式的に示された各機能ブロックは、コンピュータ38がプログラムPRを実行することにより実現される。検出処理装置40は、制御部41、画像生成部42、抽出部43、異物除去処理部44、第1判定部45、第2判定部46、第3判定部47及び計数部48を備えている。検出処理装置40は、コロニー検出及び計数のための処理として、画像入力、コロニー候補の抽出、異物除去処理、コロニー検出、計数処理、結果出力などを行う。なお、本実施形態において、コロニー候補とは、培地Mとの濃淡の違いに基づいて抽出され、検査対象画像領域KA内で微生物のコロニーCLが存在する可能性のある領域、つまりコロニーが存在すると推定される領域を指す。また、異物除去処理とは、コロニー候補に対してコロニーCL以外の異物Nが占める領域の少なくとも一部を除去する処理である。 In FIG. 3, each functional block schematically shown in the CPU 35 in the detection processing device 40 is realized by the computer 38 executing the program PR. The detection processing device 40 includes a control unit 41, an image generation unit 42, an extraction unit 43, a foreign matter removal processing unit 44, a first determination unit 45, a second determination unit 46, a third determination unit 47, and a counting unit 48. . The detection processing device 40 performs image input, colony candidate extraction, foreign substance removal processing, colony detection, counting processing, result output, and the like as processing for colony detection and counting. In this embodiment, the colony candidate is extracted based on the difference in contrast with the medium M, and if there is a region where the colony CL of the microorganism may exist in the inspection target image region KA, that is, there is a colony. Refers to the estimated area. The foreign substance removal process is a process of removing at least a part of a region occupied by the foreign substance N other than the colony CL with respect to the colony candidate.
制御部41は、コロニーの検出処理及び計数処理の全体を制御する。検査員は、制御部41によりモニタ33に設定画面を表示させた状態で、入力装置32を操作して、検査対象の菌の種類を特定する菌種情報、検査対象画像領域の最外周領域A2のコロニーを計数するために用意された複数の検出方式のうちから一つを選択する方式選択情報などを入力する。メモリ36には、コロニーであるかどうかの判別に使用する判別条件のデータ等が菌種に対応付けて記憶されている。制御部41は、菌種情報で指定された菌種に対応する判別条件のデータをメモリ36から読み出して、コロニーであるかどうかの判別に使用する判別条件等を含む設定データを読み出し、メモリ36の作業領域に書き込む。 The control unit 41 controls the entire colony detection process and counting process. The inspector operates the input device 32 in a state in which the setting screen is displayed on the monitor 33 by the control unit 41, and the bacterial species information for specifying the type of bacteria to be examined, the outermost peripheral area A2 of the examination target image area Input method selection information for selecting one of a plurality of detection methods prepared for counting colonies. In the memory 36, data of a determination condition used for determining whether or not it is a colony is stored in association with the bacterial species. The control unit 41 reads out discrimination condition data corresponding to the bacterial species specified by the bacterial species information from the memory 36, reads out setting data including discrimination conditions used for discrimination as to whether or not it is a colony, and the memory 36. Write to the work area.
また、制御部41は、試料Sの撮影前にカメラ16のズーム及び自動合焦の制御を行う。そして、制御部41は、カメラ16から試料Sを撮影した画像信号を、ケーブル18を通じて受信してメモリ36の所定記憶領域(例えばビデオRAM等)に格納する。そして、制御部41は、検査の処理を分担して行う各部42〜48にそれぞれに応じた所定の処理を指示する。さらに制御部41は、カメラ16が撮影した試料Sの画像、コロニー検出結果及びその検出したコロニーの計数、及び計数結果などをモニタ33に表示する。 Further, the control unit 41 controls zooming and automatic focusing of the camera 16 before photographing the sample S. Then, the control unit 41 receives an image signal obtained by photographing the sample S from the camera 16 through the cable 18 and stores it in a predetermined storage area (for example, a video RAM) of the memory 36. Then, the control unit 41 instructs the respective units 42 to 48 that perform the inspection process in a shared manner according to the respective processes. Further, the control unit 41 displays the image of the sample S taken by the camera 16, the colony detection result, the count of the detected colony, the count result, and the like on the monitor 33.
本実施形態の検出処理装置40には、最外周領域A2のコロニーを計数する方式として、2種類の計数方式が用意されている。第1の計数方式は、ステージ22を回転させて試料Sを異なる回転角度で複数回撮影し、回転角度の異なる複数の画像を用いて最外周領域A2のコロニー数を決定する方式である。ある回転角度(撮影角度)で複数のコロニーが連結又は重なりによって1つに繋がって撮影されても、他の回転角度(撮影角度)では、それら複数のコロニーが分離した画像が得られる場合がある。画像上の1つのコロニー候補の座標に対応する他の画像における撮影角度を考慮した座標に複数のコロニーが分離して存在する場合は、多い方のコロニー数を採用する。 In the detection processing device 40 of the present embodiment, two types of counting methods are prepared as a method of counting the colonies in the outermost peripheral area A2. The first counting method is a method in which the stage 22 is rotated, the sample S is photographed a plurality of times at different rotation angles, and the number of colonies in the outermost peripheral area A2 is determined using a plurality of images having different rotation angles. Even if a plurality of colonies are photographed by being connected or overlapped at a certain rotation angle (imaging angle), an image in which the plurality of colonies are separated may be obtained at another rotation angle (imaging angle). . When a plurality of colonies are separated and present at coordinates in consideration of the photographing angle in another image corresponding to the coordinates of one colony candidate on the image, the larger number of colonies is adopted.
一方、第2の計数方式は、最外周領域A2(周縁領域の一例)におけるコロニー数Coを、中央領域A1におけるコロニー計数値Ccに対して、菌種(コロニー種)や検体液の種類に応じて予め決められた所定の比率であるとみなす方式である。過去の計測データから求められた所定の比率が、菌種(コロニー種)や検体液の種類別に予めメモリ36に記憶されている。この第2の計数方式では、中央領域A1におけるコロニー計数値Ccと、コロニー計数値Ccに所定の比率を乗じて求めた最外周領域A2におけるコロニー数Coとの和が、試料Sのコロニー計数値とされる。 On the other hand, in the second counting method, the number of colonies Co in the outermost peripheral area A2 (an example of the peripheral area) is determined according to the type of bacteria (colony type) and the sample liquid with respect to the colony count value Cc in the central area A1. This is a method that considers a predetermined ratio determined in advance. Predetermined ratios obtained from past measurement data are stored in advance in the memory 36 for each type of bacterial species (colony species) and specimen liquid. In the second counting method, the sum of the colony count value Cc in the central area A1 and the colony count Co in the outermost peripheral area A2 obtained by multiplying the colony count value Cc by a predetermined ratio is the colony count value of the sample S. It is said.
画像生成部42は、画像信号を受信した制御部41がメモリ36の所定記憶領域に格納された画像データから検査対象画像領域KAを含む画像を切り取る処理を行う。本実施形態ではカメラ16で撮影された画像では、シャーレ30の側壁部30aは高さ方向に開口に近づくに連れて外周側へ若干広がるテーパ状となっており、上下反転させて底面側から撮影したシャーレ30の画像では、培地Mの周縁部が側壁部30aを透過して写し込まれている最外周環状部分が存在する。この最外周環状部分に含まれるコロニーCLも検査の対象とするべく、本実施形態では、最外周環状部分をも含む円形の検査対象画像領域KAが検査対象の領域として設定される。そして、本実施形態の画像生成部42は、検査対象画像領域KAを含む画像として図2に示す試料Sの画像、つまりシャーレ30の外周輪郭線で切り取った側壁部30aをも含む試料Sの画像を取得する。画像生成部42は、画像の濃淡を検出することでシャーレ30の外周輪郭線を検出し、その検出した外周輪郭線の内側の画像を切り取ることで、図2に示す試料Sの画像を取得する。 In the image generation unit 42, the control unit 41 that has received the image signal performs a process of cutting an image including the inspection target image area KA from the image data stored in the predetermined storage area of the memory 36. In the present embodiment, in the image photographed by the camera 16, the side wall 30a of the petri dish 30 has a tapered shape that slightly expands toward the outer periphery as it approaches the opening in the height direction, and is photographed from the bottom side by turning upside down. In the image of the petri dish 30, there is an outermost peripheral annular portion in which the peripheral edge of the culture medium M is captured through the side wall 30a. In this embodiment, a circular inspection target image area KA including the outermost peripheral annular portion is set as an inspection target area so that the colony CL included in the outermost peripheral annular portion is also an inspection target. Then, the image generation unit 42 of the present embodiment includes the image of the sample S shown in FIG. 2 as an image including the inspection target image area KA, that is, the image of the sample S including the side wall portion 30a cut by the outer peripheral contour line of the petri dish 30. To get. The image generation unit 42 detects the outer contour of the petri dish 30 by detecting the density of the image, and acquires an image of the sample S shown in FIG. 2 by cutting out the image inside the detected outer contour. .
抽出部43は、検査対象画像領域KAからコロニー候補の領域を抽出する。ここで、コロニー候補とは、検査対象画像領域KAにおいてコロニーの可能性が高い領域部分を指す。このコロニー候補には、コロニーCL、及び気泡B等の異物Nが該当する。そして、抽出部43は、そのコロニー候補を検査対象画像領域KA内の濃淡を検出することで、濃淡値(グレースケールでの階調値)が培地Mの濃淡値よりも濃い側(階調値としては低い側)の値に設定された設定濃度よりも濃く、かつ設定面積を超える面積を有する領域(濃領域)を抽出し、その抽出した濃領域をコロニー候補CK(図5参照)とする。 The extraction unit 43 extracts colony candidate regions from the inspection target image region KA. Here, the colony candidate refers to an area portion having a high possibility of colony in the inspection target image area KA. The colony candidate corresponds to a colony CL and a foreign substance N such as a bubble B. Then, the extraction unit 43 detects the density of the colony candidate in the inspection target image area KA, so that the density value (gradation value in gray scale) is higher than the density value of the culture medium M (gradation value). As the lower side), a region (dark region) having an area larger than the set concentration and exceeding the set area is extracted, and the extracted dark region is set as a colony candidate CK (see FIG. 5). .
図4(a)に示すように、シャーレ30の最外周領域A2は、側壁部30aで屈折する光の影響や、培地Mのメニスカス部分が相対的に厚いことに起因して培地Mの濃淡が変化しているため、培地Mよりも濃度が濃くその濃淡値が設定濃度未満となるコロニー候補領域を正確には抽出しにくい。また、コロニーCLの近くを側壁部30aが円弧状に延びている。ここで、濃淡の濃い領域を抽出する抽出処理は、領域の培地との境界(輪郭)に沿って領域を区画する処理であり、その処理はX方向とY方向には強いが、X方向とY方向との2方向に交差する斜め方向の処理には弱い。シャーレ30の側壁部30aや側壁部30aでの屈折光でできた濃淡の輪、メニスカス部分での培地の濃い領域は、側壁部30aに沿って円弧状に延び、X方向にもY方向にも交差する斜め方向に延びている部分があるので、側壁部30a等を避けてコロニー候補CKの領域を抽出する場合に斜め方向の処理が必要になる。 As shown in FIG. 4 (a), the outermost peripheral area A2 of the petri dish 30 has the density of the medium M due to the influence of light refracted by the side wall 30a and the relatively thick meniscus portion of the medium M. Since it has changed, it is difficult to accurately extract a colony candidate region whose concentration is higher than that of the medium M and whose density value is less than the set concentration. Further, the side wall 30a extends in an arc shape near the colony CL. Here, the extraction process for extracting the dark and dark area is a process of dividing the area along the boundary (contour) with the culture medium of the area, and the process is strong in the X direction and the Y direction, It is weak to processing in an oblique direction that intersects with the Y direction. The side wall portion 30a of the petri dish 30 and the light and dark circles made of refracted light at the side wall portion 30a and the medium rich region at the meniscus portion extend in an arc shape along the side wall portion 30a, both in the X direction and in the Y direction. Since there are portions extending in the intersecting diagonal direction, processing in the diagonal direction is required when extracting the area of the colony candidate CK while avoiding the side wall 30a and the like.
そこで、本実施形態では、最外周領域A2を極座標変換により、図4(b)に示すように、側壁部30aや濃淡の輪、メニスカス部分と共にX方向に沿って直線状に展開された帯状画像BIに変換する。そして、帯状画像BIを側壁部30aの延出方向であるX方向と直交するY方向に所定の倍率で拡大する拡大処理を施して、図4(c)に示す帯状拡大画像LIを作成する。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4 (b), the outermost peripheral area A2 is linearly developed along the X direction along with the side wall part 30a, the shaded ring, and the meniscus part by polar coordinate transformation. Convert to BI. Then, enlargement processing for enlarging the belt-like image BI at a predetermined magnification in the Y direction orthogonal to the X direction, which is the extending direction of the side wall portion 30a, creates a belt-like enlarged image LI shown in FIG.
抽出部43は、最外周領域A2におけるコロニー候補を抽出する抽出処理を行うに当たり、上記の極座標変換処理及び拡大処理を行って帯状画像BI及び帯状拡大画像LIを作成する。そして、抽出部43は、帯状拡大画像LIからコロニー領域の座標を取得し、その取得した座標に基づいて元の座標系でコロニー候補の領域を特定する。 In performing the extraction process for extracting the colony candidate in the outermost peripheral area A2, the extraction unit 43 performs the above-described polar coordinate conversion process and the enlargement process to create the band-shaped image BI and the band-shaped enlarged image LI. And the extraction part 43 acquires the coordinate of a colony area | region from the strip | belt-shaped expansion image LI, and specifies the area | region of a colony candidate in the original coordinate system based on the acquired coordinate.
図5(a)〜(i)は、コロニー候補の例を示す。図5(a)〜(e)はコロニー候補がコロニーCLである例、図5(f),(g)はコロニー候補が気泡Bである例、さらに図5(h),(i)はコロニー候補がコロニーCLと気泡Bとが1つに連結又は重なった例である。コロニー候補は濃淡が閾値以上に濃い領域を抽出したものである。 Fig.5 (a)-(i) shows the example of a colony candidate. 5A to 5E are examples in which the colony candidate is a colony CL, FIGS. 5F and 5G are examples in which the colony candidate is a bubble B, and FIGS. 5H and 5I are colonies. The candidate is an example in which the colony CL and the bubble B are connected or overlapped into one. The colony candidate is obtained by extracting an area where the contrast is darker than a threshold value.
図5(a)は、円形で濃灰色又は黒色を有するコロニーCLの例である。図5(b)は、楕円形と三角形の形状を有しかつ濃灰色又は黒色を有するコロニーCLの例である。この種の円形のコロニーCLはコロニーとして抽出される。図5(c)は、外周領域が濃灰色で内周領域が黒色を有する円形のコロニーCLの例である。濃灰色の外周領域は培地よりも濃く、外側領域及び内側領域を含む全体の濃淡値が設定値未満となるので、コロニー候補して抽出される。図5(d)は、外周領域が濃灰色で内周領域が黒色を有する円形の2つのコロニーCLが連結又は重なった例である。外側領域及び内側領域を含む全体が培地よりも濃く、その全体の濃淡値が設定値未満となるので、コロニー候補して抽出される。2つのコロニーCLの連結箇所には括れがあり、コロニー候補に対してこのような括れを検出し、括れが検出されると、その括れの箇所でコロニー候補を2つに分割することで、コロニーCLが別々に計数される。図5(e)は、濃灰色又は黒色を有する円形のコロニーCLが複数連結又は重なった例である。連結又は重なった複数のコロニーCLは培地よりも濃く、その全体の濃淡値が設定値未満となるので、コロニー候補して抽出される。複数(同図の例では3つ)のコロニーCLの連結箇所には括れd(図6(b)参照)があり、コロニー候補に対してこのような括れdを検出し、括れdが検出されると、その括れdの箇所でコロニー候補を複数(3つ)に分離することで、コロニーCLが別々に計数される。よって、図5(a)〜(e)に示すコロニーCLは、コロニー候補として検出されるうえ、コロニーCLが個別に計数される。 FIG. 5A is an example of a colony CL that is circular and has a dark gray color or black color. FIG.5 (b) is an example of the colony CL which has the shape of an ellipse and a triangle, and has dark gray or black. This kind of circular colony CL is extracted as a colony. FIG. 5C shows an example of a circular colony CL having an outer peripheral region that is dark gray and an inner peripheral region that is black. Since the dark gray outer peripheral region is darker than the culture medium, and the overall gray value including the outer region and the inner region is less than the set value, it is extracted as a colony candidate. FIG. 5D shows an example in which two circular colonies CL having an outer peripheral area dark gray and an inner peripheral area black are connected or overlapped. Since the entire area including the outer area and the inner area is darker than the culture medium, and the entire gray value is less than the set value, the colony candidate is extracted. There is a constriction at the connection point of two colonies CL, and when such a constriction is detected for a colony candidate, and the constriction is detected, the colony candidate is divided into two at the constricted part. CL is counted separately. FIG. 5E shows an example in which a plurality of circular colonies CL having dark gray color or black color are connected or overlapped. A plurality of colonies CL that are connected or overlapped are darker than the culture medium, and the overall gray value is less than the set value. There is a constriction d (see FIG. 6B) at a connection point of a plurality of colonies CL (three in the example in the figure), and such constriction d is detected for the colony candidate, and the constriction d is detected. Then, the colony CL is counted separately by separating the colony candidates into a plurality (three) of the colonies d. Therefore, the colonies CL shown in FIGS. 5A to 5E are detected as colony candidates, and the colonies CL are individually counted.
図5(f)に示す気泡Bは、濃灰色又は黒色の円環状を有するため、環状であるか否かを判定する環状判定により、気泡Bであると判定される。但し、図5(g)に示すように、一部が切れた円環状や半円環状の気泡Bである場合、環状判定で気泡と判定されない。 Since the bubble B shown in FIG. 5 (f) has a dark gray or black annular shape, the bubble B is determined to be the bubble B by the circular determination for determining whether or not the bubble is circular. However, as shown in FIG. 5 (g), in the case of an annular or semi-annular bubble B that is partially cut, it is not determined as a bubble in the annular determination.
また、図5(h)に示すように、コロニーCLと円環状の気泡Bとが連結又は重なっている場合や、図5(i)に示すように、コロニーCLと半円環状の気泡Bとが連結又は重なっている場合は、コロニーCLの計数が困難になる。 In addition, as shown in FIG. 5 (h), when the colony CL and the annular bubble B are connected or overlapped, or as shown in FIG. 5 (i), the colony CL and the semicircular bubble B When are connected or overlapped, it is difficult to count colonies CL.
異物除去処理部44は、コロニー候補に対して異物を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去処理を行う。本例では、異物除去処理部44は、抽出部43が抽出したコロニー候補に対して異物除去処理を施す。さらに本例では、異物除去処理部44は、コロニー候補のうち、第2判定部46により気泡B(異物の一例)を含む可能性があると判定された気泡候補(異物候補の一例)に対して異物除去処理を施す。 The foreign substance removal processing unit 44 performs a foreign substance removal process for extracting a colony by performing a foreign substance removal process for removing a foreign substance on a colony candidate. In this example, the foreign matter removal processing unit 44 performs foreign matter removal processing on the colony candidates extracted by the extraction unit 43. Further, in this example, the foreign substance removal processing unit 44 applies to a bubble candidate (an example of a foreign substance candidate) that is determined by the second determination unit 46 to include a bubble B (an example of a foreign substance) among colony candidates. Apply foreign matter removal.
第1判定部45は、後述の第2判定部46により気泡を含む可能性があると判定されたコロニー候補が異物の一例としての気泡Bであるか否かを判定する。この判定処理では、コロニー候補が環状であるか否かを判定する。なお、この第1判定部45が行う判定処理が、第1判定ステップの一例に相当する。 The first determination unit 45 determines whether or not the colony candidate determined by the second determination unit 46, which will be described later, as possibly containing bubbles is a bubble B as an example of a foreign object. In this determination process, it is determined whether the colony candidate is circular. The determination process performed by the first determination unit 45 corresponds to an example of a first determination step.
第2判定部46は、コロニー候補の凸面度が設定値以下であるか否かを判定する。画像生成部42は、第2判定部46により凸面度が設定値以下であると判定された気泡候補BKの両端部を補助線で連結する連結処理を行う。なお、この第2判定部46が行う判定処理が、第2判定ステップの一例に相当し、画像生成部42が行う気泡候補の両端部を補助線で連結する処理が、連結処理ステップの一例に相当する。 The 2nd determination part 46 determines whether the convexity degree of a colony candidate is below a setting value. The image generation unit 42 performs a connection process in which both ends of the bubble candidate BK determined by the second determination unit 46 to have a convexity of less than or equal to a set value are connected by an auxiliary line. Note that the determination process performed by the second determination unit 46 corresponds to an example of a second determination step, and the process of connecting both ends of the bubble candidates performed by the image generation unit 42 with an auxiliary line is an example of the connection process step. Equivalent to.
第3判定部47は、異物除去処理部44による異物除去処理後のコロニー候補が分離対象であるか否かを判定する。ここで、分離対象とは、複数のコロニーを含むコロニー候補を指す。本例では、コロニー候補の面積とコロニー候補の領域に外接する矩形(外接矩形)の縦辺/横辺の比で示される縦横比(アスペクト比)とにより判定し、面積が閾値を超えかつ縦横比が設定値を超えて長い形状であるものを分離対象とする。なお、この第3判定部47が行う判定処理が、第3判定ステップの一例に相当する。 The 3rd determination part 47 determines whether the colony candidate after the foreign material removal process by the foreign material removal process part 44 is a separation object. Here, the separation target refers to a colony candidate including a plurality of colonies. In this example, the area is determined by the area of the colony candidate and the aspect ratio (aspect ratio) indicated by the ratio of the vertical side / horizontal side of the rectangle circumscribing the colony candidate area (the circumscribed rectangle). Those whose ratio exceeds the set value and has a long shape are defined as separation targets. The determination process performed by the third determination unit 47 corresponds to an example of a third determination step.
第1及び第2判定部45,46により、気泡フィルタ機能の一部が構成され、抽出部43により抽出されたコロニー候補を、気泡の可能性のある気泡候補BKと、気泡の可能性のないコロニー候補CKとに分別する気泡フィルタ処理の際の判定処理が行われる。 A part of the bubble filter function is configured by the first and second determination units 45 and 46, and the colony candidates extracted by the extraction unit 43 are classified as bubble candidates BK that may be bubbles and bubbles that are not possible. Judgment processing is performed in the bubble filter processing for sorting into colony candidates CK.
計数部48は、コロニーの数を計数する。計数部48は、方式選択情報により選択された方式に応じた計数方法を採用する。詳しくは、第1の計数方式(回転方式)の場合、異なる回転角度で試料Sを複数回撮影して取得した回転角度の異なる複数の画像を用いて検査対象画像領域KA内のコロニーを計数する。また、第2の計数方式(推定方式)の場合、試料Sを撮影した画像を用いて検査対象画像領域KAが内側と周縁側とに2分割された中央領域A1と最外周領域A2のうち中央領域A1のコロニー数を計数し、最外周領域A2のコロニー数を中央領域A1のコロニー数に対する所定の比率であると推定し、両コロニー数を統合してコロニー数を求める。 The counting unit 48 counts the number of colonies. The counting unit 48 employs a counting method according to the method selected by the method selection information. Specifically, in the case of the first counting method (rotation method), colonies in the inspection target image area KA are counted using a plurality of images having different rotation angles acquired by photographing the sample S a plurality of times at different rotation angles. . Further, in the case of the second counting method (estimation method), the center of the outermost peripheral region A2 and the central region A1 and the outermost peripheral region A2 in which the inspection target image region KA is divided into the inner side and the peripheral side using the image obtained by photographing the sample S. The number of colonies in the area A1 is counted, the number of colonies in the outermost peripheral area A2 is estimated to be a predetermined ratio with respect to the number of colonies in the central area A1, and the number of colonies is obtained by integrating both colonies.
制御部41は、計数部48によるコロニー計数結果をモニタ33に表示する。また、モニタ33には、図2に示すようなカメラ16が撮影した試料Sの画像が表示され、その画像には、検出されたコロニーCLを囲むマークと気泡B等の異物Nを囲むマークとが異なる色でそれぞれ重畳表示される。このため、検査員は、培地MにおけるコロニーCLの分布状況、異物Nの混入状況を視覚的に把握しつつ検査結果を確認できる。 The control unit 41 displays the colony counting result by the counting unit 48 on the monitor 33. Further, the monitor 33 displays an image of the sample S taken by the camera 16 as shown in FIG. 2, and the image includes a mark surrounding the detected colony CL and a mark surrounding the foreign matter N such as the bubble B. Are superimposed and displayed in different colors. For this reason, the inspector can confirm the inspection result while visually grasping the distribution state of the colonies CL in the culture medium M and the contamination state of the foreign matter N.
次に、図7及び図8を参照して、異物除去処理部44が行う異物除去処理について詳しく説明する。本実施形態では、異物除去処理として形状抽出処理を採用する。形状抽出処理は、指定の直径の円C(図7参照)を気泡候補領域に内接させ、その内接した円Cの群の集合領域を抽出する処理である。円Cの直径をパラメータとする。本実施形態では、気泡の環状部の太さ(想定上とりうる最大太さ)よりも大きくかつ検出するべき最小コロニーの直径以下の直径をパラメータとして指定する。このため、指定の直径の円が内接できる形状サイズの領域はコロニー領域として残り、円Cが内接できない領域(例えば気泡領域)は消滅する。このため、気泡Bの周縁にできる環状又は円弧状の影部などの比較的細い幅の曲線状領域(円弧状領域)は、指定の直径の円Cが内接できないので消去される。 Next, the foreign matter removal process performed by the foreign matter removal processing unit 44 will be described in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, shape extraction processing is adopted as foreign matter removal processing. The shape extraction process is a process in which a circle C having a specified diameter (see FIG. 7) is inscribed in the bubble candidate area, and a set area of the inscribed circle C group is extracted. The diameter of the circle C is used as a parameter. In the present embodiment, the diameter is specified as a parameter that is larger than the thickness of the annular portion of the bubble (the maximum thickness that can be assumed) and not more than the diameter of the smallest colony to be detected. For this reason, a region having a shape size in which a circle having a specified diameter can be inscribed remains as a colony region, and a region in which the circle C cannot be inscribed (for example, a bubble region) disappears. For this reason, a curved area (arc-shaped area) having a relatively narrow width, such as an annular or arc-shaped shadow formed on the periphery of the bubble B, is erased because the circle C having a specified diameter cannot be inscribed.
図7(a)に示す例では、指定の直径の円Cが内接できるコロニーCLの領域CA1は、その内接円Cの集合領域として抽出され、指定の直径の円Cが内接できない気泡Bの領域BAは消去される。このため、図7(b)に示す抽出されたほぼ円形のコロニー領域CA2が残る。 In the example shown in FIG. 7A, the region CA1 of the colony CL that can be inscribed by the circle C having the specified diameter is extracted as a collection region of the inscribed circle C, and the bubble C that cannot be inscribed by the circle C having the specified diameter. The area B of B is erased. For this reason, the extracted substantially circular colony area | region CA2 shown in FIG.7 (b) remains.
また、図7(c)に示すように、コロニーCLの領域が指定の直径の円Cに比べかなり大きい場合、形状抽出領域SAの中央に内接円Cが通らない領域ができ、図7(d)に示すように、指定の直径の内接円Cの集合領域として抽出された形状抽出領域SAが中央に穴Hを有する環形状になる。この場合、この環形状のままでは泡とみなされてコロニーと判定されないので、穴Hを濃く塗り潰す処理を行うか、穴Hができなくなるまで指定の直径を段階的に大きくしつつ形状抽出処理を複数回行うことで、図7(e)に示す環状でない形状のコロニー領域CA2が抽出されるようにする。 In addition, as shown in FIG. 7C, when the area of the colony CL is considerably larger than the circle C having the specified diameter, an area where the inscribed circle C does not pass through the center of the shape extraction area SA is formed. As shown in d), the shape extraction area SA extracted as a collection area of the inscribed circle C having a specified diameter becomes a ring shape having a hole H at the center. In this case, since this ring shape is regarded as a bubble and is not determined as a colony, the shape extraction processing is performed while increasing the specified diameter stepwise until the hole H cannot be formed. Is performed a plurality of times so that the non-circular colony region CA2 shown in FIG. 7E is extracted.
このため、形状抽出処理(異物除去処理)によって、図8(a)に示す円環状の気泡Bは、指定の直径の円Cが内接できないので消去される。また、図8(b)に示す円弧状の気泡Bも、指定の直径の円Cが内接できないので消去される。さらに図8(c)に示す繊維状の埃などの異物Nも指定の直径の円Cが内接できないので消去される。 For this reason, the annular bubble B shown in FIG. 8A is erased by the shape extraction process (foreign matter removal process) because the circle C having the specified diameter cannot be inscribed. Further, the arc-shaped bubble B shown in FIG. 8B is also erased because the circle C having the specified diameter cannot be inscribed. Further, the foreign matter N such as fibrous dust shown in FIG. 8C is also erased because the circle C having the specified diameter cannot be inscribed.
また、図8(d),(e)に示すように、気泡BとコロニーCLとが連結又は重なっている場合、指定の直径の円Cが内接できない気泡Bは消去され、円Cが内接できるコロニーCLが形状抽出されてその抽出された形状のコロニー領域CA2として残る。このとき、図8(e)に示すように、コロニーCLが楕円(円以外の形状)の場合、その楕円の最大曲率が指定の円Cの曲率よりも大きい場合は、その楕円に内接する円の集合領域として抽出される形状は元の楕円よりも長径の短い楕円形又は元の楕円の長径よりも短い直径の円形のコロニー領域CA2として抽出される。なお、例えばコロニーCLが三角形状であれば、気泡Bが消去され、指定の円Cが内接可能な三角形の角部が指定の直径の円弧で丸められた形状として抽出される。 In addition, as shown in FIGS. 8D and 8E, when the bubble B and the colony CL are connected or overlapped, the bubble B that cannot be inscribed by the circle C having the specified diameter is erased, and the circle C is inside. The shape of the colony CL that can be contacted is extracted and remains as the extracted colony region CA2. At this time, as shown in FIG. 8E, when the colony CL is an ellipse (a shape other than a circle) and the maximum curvature of the ellipse is larger than the curvature of the designated circle C, a circle inscribed in the ellipse The shape extracted as the aggregate region is extracted as an elliptical colony region CA2 having a shorter diameter than the original ellipse or a circular colony region CA2 having a shorter diameter than the original ellipse. For example, if the colony CL has a triangular shape, the bubble B is erased, and the corner of the triangle that can be inscribed by the designated circle C is extracted as a shape rounded by an arc having a designated diameter.
次に、検査システム11の作用を説明する。以下、コンピュータ38の微生物検出処理について図9及び図10に示すフローチャートを参照して説明する。微生物検出処理は、図3に示す検出処理装置40によって行われる。 Next, the operation of the inspection system 11 will be described. Hereinafter, the microorganism detection process of the computer 38 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The microorganism detection process is performed by the detection processing device 40 shown in FIG.
検査員は、検査室12aのステージ22上に試料Sをセットする。検査員は検査開始前に入力装置32を操作して、検査対象とする微生物種などを含む検査対象情報、及び予め用意された複数の検出方式のうちから希望する1つを選択した結果である方式選択情報などを含む設定情報を、パーソナルコンピュータ13に入力する。入力された各種の設定情報は、メモリ36に記憶される。そして、検査員が入力装置32を用いて検査開始操作を行うと、コンピュータ38(検出処理装置40)により微生物検出処理が開始される。本実施形態の微生物検出処理では、カメラ16が試料Sを撮影して得られた画像データに基づいて検査対象画像領域内に存在する微生物の一例としての特定の菌のコロニーを検出する検出処理と、検出したコロニーの数を計数する計数処理とを行う。 The inspector sets the sample S on the stage 22 of the examination room 12a. This is the result of the inspector operating the input device 32 before starting the test, and selecting the desired one of the test target information including the microorganism species to be tested and a plurality of detection methods prepared in advance. Setting information including method selection information and the like is input to the personal computer 13. The various setting information that has been input is stored in the memory 36. When the inspector performs an inspection start operation using the input device 32, the microorganism detection processing is started by the computer 38 (detection processing device 40). In the microorganism detection process of the present embodiment, a detection process for detecting a colony of a specific fungus as an example of a microorganism present in the image area to be inspected based on image data obtained by photographing the sample S by the camera 16; And a counting process for counting the number of detected colonies.
まず図9におけるステップS11では、コンピュータ38は、メモリ36から方式選択情報を取得する。本例では、検出方式として第1の計数方式(回転方式)と第2の計数方式(推定方式)とが用意されているので、方式選択情報に基づいてこれら検出方式のうち検査員により選択された1つを把握する。 First, in step S <b> 11 in FIG. 9, the computer 38 acquires method selection information from the memory 36. In this example, since the first counting method (rotation method) and the second counting method (estimation method) are prepared as detection methods, the detection method is selected by the inspector based on the method selection information. Grasp one.
ステップS12では、カメラで検査対象物を撮像して画像データを取得する。ここで、検査員が選択した方式に応じてカメラで撮影して画像を取得する方法が異なる。すなわち、第1の計数方式である場合、まずセット位置で撮影し、次いでモータ26を駆動してステージ22を軸回転させて試料S(つまりシャーレ30)を設定角度(360度/N(但しNは2以上の自然数))だけ回転させて次の撮影を行う。こうして試料Sを設定角度ずつ回転させながらN種の画像データを取得する。ここで、Nは3〜20の範囲内の所定値が好ましい。一方、第2の計数方式が選択されている場合、カメラ16によりそのときのセット位置で試料Sを撮影して画像データを取得する。なお、試料Sの同じ位置条件で複数枚ずつ画像を撮影し、その撮影した複数の画像を平均する処理を施して1つの画像データを取得してもよい。 In step S12, the inspection object is imaged with a camera to obtain image data. Here, the method for obtaining an image by photographing with a camera differs depending on the method selected by the inspector. That is, in the case of the first counting method, first, imaging is performed at the set position, and then the motor 26 is driven to rotate the stage 22 to rotate the stage 22 so that the sample S (that is, the petri dish 30) is set at a set angle (360 degrees / N (where N Is a natural number greater than 2)) and rotates the next shot. In this way, N types of image data are acquired while rotating the sample S by a set angle. Here, N is preferably a predetermined value in the range of 3-20. On the other hand, when the second counting method is selected, the camera 16 captures the sample S at the set position at that time and acquires image data. Note that a plurality of images may be captured under the same position condition of the sample S, and a process of averaging the captured images may be performed to acquire one image data.
ステップS13では、画像データに基づいて検査対象画像領域を抽出する。検査対象画像領域KAとして、シャーレ30の外周を濃淡から検出してその外周の内側の画像領域を抽出する。このとき、このようにシャーレ30の外周より内側の画像領域を抽出する理由は、テーパ状の側壁部30aを透過して写るコロニーCLも存在し、培地Mと重なる側壁部30aの部分も含む領域を検査対象画像領域KAとして抽出するためである。こうして、側壁部30aに接するコロニーCLや側壁部30aの近傍に発生したコロニーCLを見逃さず検出可能である。 In step S13, an inspection target image area is extracted based on the image data. As the inspection target image area KA, the outer periphery of the petri dish 30 is detected from light and shade, and the image area inside the outer periphery is extracted. At this time, the reason why the image region inside the outer periphery of the petri dish 30 is extracted in this way is that the colony CL that appears through the tapered side wall portion 30a also exists and includes the side wall portion 30a that overlaps the culture medium M. Is extracted as the inspection target image area KA. In this way, it is possible to detect the colony CL in contact with the side wall 30a and the colony CL generated in the vicinity of the side wall 30a.
ステップS14では、検査対象画像領域を中央領域と最外周領域とに分割する。すなわち、図2に示すように、検査対象画像領域KAを中央領域A1と最外周領域A2とに分割する。最外周領域A2は、円形の検査対象画像領域KAの直径Dに対して1/5〜1/20の範囲内の所定幅(一例として0.1D)を有し、側壁部30aに沿って円環状(リング状)に延びている。 In step S14, the inspection target image area is divided into a central area and an outermost peripheral area. That is, as shown in FIG. 2, the inspection target image area KA is divided into a central area A1 and an outermost peripheral area A2. The outermost peripheral area A2 has a predetermined width (as an example, 0.1D) within a range of 1/5 to 1/20 with respect to the diameter D of the circular inspection target image area KA, and is circular along the side wall 30a. It extends in a ring shape.
ステップS15では、コロニー候補を抽出する。ここで、検査員が選択した方式に応じてコロニー候補を抽出する抽出先の領域が異なる。すなわち、第1の計数方式(回転方式)である場合は、中央領域A1と最外周領域A2との両方でコロニー候補の抽出処理を行う。一方、第2の計数方式(推定方式)である場合は、中央領域A1についてコロニー候補の抽出処理を行うが、最外周領域についてはコロニー候補の抽出処理を行わない。 In step S15, colony candidates are extracted. Here, the extraction destination area from which the colony candidate is extracted differs according to the method selected by the inspector. That is, in the case of the first counting method (rotation method), colony candidate extraction processing is performed in both the central region A1 and the outermost peripheral region A2. On the other hand, in the case of the second counting method (estimation method), colony candidate extraction processing is performed for the central region A1, but colony candidate extraction processing is not performed for the outermost peripheral region.
このコロニー候補抽出処理では、検査対象画像領域内の方式に応じた抽出対象領域内で濃淡値(グレイスケールの階調値(画素値))が設定値以上に濃い領域をコロニー候補として抽出する。つまり、画素値が256階調であれば、画素値が例えば設定値100以下の値となる領域(濃い領域)を、コロニー候補して抽出する。このように濃淡値と設定値でコロニー候補を抽出するのは、カメラ16により撮影された画像ではコロニーCLが培地Mよりも濃く写るためである。 In this colony candidate extraction process, a region having a gray value (grayscale tone value (pixel value)) higher than a set value in the extraction target region corresponding to the method in the inspection target image region is extracted as a colony candidate. That is, if the pixel value is 256 gradations, a region (dark region) where the pixel value is a value equal to or less than the set value 100 is extracted as a colony candidate. The reason why the colony candidates are extracted based on the gray value and the set value is that the colony CL appears darker than the medium M in the image taken by the camera 16.
ここで、画像中から濃領域を抽出する場合、濃淡の境界線を取得して閉領域を1周することで、その閉領域をコロニー候補として抽出する。第1の計数方式の場合、中央領域A1に加え最外周領域A2もコロニー候補の抽出対象になるが、最外周領域A2ではその外周側に側壁部30aが円形に延びており、光源23からの光が側壁部30aで屈曲して培地Mに濃淡の輪などができている。この種の光学的な濃淡の輪と、コロニー候補の境界線とを区別してコロニー領域を領域分けすることが比較的困難である。 Here, when a dark area is extracted from the image, the closed area is extracted as a colony candidate by obtaining a light / dark boundary line and making one round of the closed area. In the case of the first counting method, in addition to the central region A1, the outermost peripheral region A2 is also a colony candidate extraction target, but in the outermost peripheral region A2, the side wall 30a extends in a circular shape on the outer peripheral side, The light is bent at the side wall 30a, and a light and shade ring is formed on the medium M. It is relatively difficult to divide the colony region by distinguishing this kind of optical density circle from the colony candidate boundary line.
そこで、本実施形態では、最外周領域A2においてコロニー候補CKを抽出するときは、まず最外周領域A2に対して極座標変換を行い、最外周領域A2が極座標変換された帯状画像BI(図4(b))をY方向に拡大した帯状拡大画像LIにおいて濃淡判定を行ってコロニー候補の座標(この場合は極座標)を取得する。そして、取得したコロニー候補の極座標からXY座標を取得することで、最外周領域A2におけるコロニー候補を抽出する。 Therefore, in this embodiment, when extracting colony candidates CK in the outermost peripheral area A2, first, polar coordinate conversion is performed on the outermost peripheral area A2, and the strip-shaped image BI (FIG. The density of the colony candidate (in this case, polar coordinates) is acquired by performing density determination on the band-like enlarged image LI obtained by enlarging b)) in the Y direction. And the colony candidate in outermost periphery area | region A2 is extracted by acquiring XY coordinate from the polar coordinate of the acquired colony candidate.
ここで、コロニー候補CKには、1個のコロニーCLのみからなるもの(図5(a)〜(d))、複数のコロニーCLが連結又は重なったもの(図5(e))、気泡Bのみからなるもの(図5(f),(g))、及びコロニーCLと気泡B等の異物Nとが連結又は重なったもの(図5(h),(i))が含まれる。気泡Bは、その外周に沿って円環状に延びる濃い領域の内側に淡い領域の穴(例えば白穴)がある円環状を有する。 Here, the colony candidate CK includes only one colony CL (FIGS. 5A to 5D), a plurality of colonies CL connected or overlapped (FIG. 5E), bubble B 5 (FIGS. 5 (f) and 5 (g)) and those in which a colony CL and a foreign substance N such as a bubble B are connected or overlapped (FIGS. 5 (h) and (i)). The bubble B has an annular shape in which a hole (for example, a white hole) in a light region is inside a dark region extending in an annular shape along the outer periphery thereof.
ステップS16では、気泡フィルタ処理を行う。この気泡フィルタ処理は、ステップS15で抽出したコロニー候補CKを、気泡Bを含む可能性の高い気泡候補BK(異物候補の一例)と、気泡Bを含む可能性の低いコロニー候補とに分別する処理である。この気泡フィルタ処理は、コンピュータ38が図10に示す気泡フィルタ処理ルーチンを実行することにより行われる。コロニー候補CKを気泡候補と判定すればステップS17に進み、気泡候補ではなくコロニー候補と判定すればステップS18に進む。 In step S16, bubble filter processing is performed. In this bubble filtering process, the colony candidate CK extracted in step S15 is classified into a bubble candidate BK (an example of a foreign substance candidate) that is likely to include the bubble B and a colony candidate that is unlikely to include the bubble B. It is. This bubble filter processing is performed by the computer 38 executing a bubble filter processing routine shown in FIG. If it determines with colony candidate CK being a bubble candidate, it will progress to step S17, and if it determines with not a bubble candidate but a colony candidate, it will progress to step S18.
ここで、気泡フィルタ処理の詳細を、図10に示す気泡フィルタ処理ルーチンのフローチャートに従って説明する。この気泡フィルタ処理は、コロニー候補CKの1つずつに順番に施される。 Here, the details of the bubble filter processing will be described according to the flowchart of the bubble filter processing routine shown in FIG. This bubble filter process is sequentially performed for each colony candidate CK.
ステップS31では、凸面度が設定値以下であるか否かを判定する。ここで、コロニー候補CKには、気泡等の異物が含まれる可能性がある。気泡には前述のように濃い円環状のものと、濃い円弧状のものとがある。濃い円環状のものは内側に淡い領域の穴(例えば白穴)があるので、穴のある環状である否かを判定する環状判定をすれば、気泡Bであることが分かる。しかし、濃い円弧状に写った気泡Bは環状ではないので、環状判定によってもコロニーとの判別が困難である。そのため、円弧状の気泡Bを環状判定で気泡と判定できるように、コロニー候補CKに前処理を施す。このステップS31と次のステップS32の各処理がこの前処理に相当する。 In step S31, it is determined whether or not the convexity is equal to or less than a set value. Here, the colony candidate CK may contain foreign substances such as bubbles. As described above, the bubbles include a deep annular shape and a deep arc shape. Since a dark circular object has a hole (for example, a white hole) in a light region on the inner side, it can be understood that it is a bubble B if an annular determination is made to determine whether or not the hole has a hole. However, since the bubbles B appearing in a dark arc shape are not circular, it is difficult to distinguish them from colonies even by circular determination. Therefore, the colony candidate CK is pre-processed so that the arc-shaped bubble B can be determined as a bubble by circular determination. Each processing of step S31 and the next step S32 corresponds to this preprocessing.
ここで、凸面度(convexity)とは、領域が凸である度合を示す値であり、本例では、一例として領域の凸面度に対する形状係数として与えられる。凸包の面積をFcとし、領域の面積をFoとすると、形状係数Kは、K=Fo/Fcで表される。凸包とは、与えられた集合(領域)を含む最小の凸集合(凸領域)であり、例えば領域をゴム膜で包んだときにゴム膜が作る図形となる。領域が円などの凸領域である場合、形状係数Kは1となり、領域に凹みや穴があると、形状係数Kは1未満の値となる。本例では、円環状及び円弧状の気泡Bが共に凸面度が設定値以下となり、円形、楕円形、三角形等のコロニーCLの凸面度が設定値を超えるような値に設定値が設定されている。なお、凸面度は上記の形状係数Kで定義されたものに限定されず、領域の凸面度の程度を計測可能な他の方法で定義された凸面度でもよい。 Here, the convexity (convexity) is a value indicating the degree to which the region is convex, and in this example, is given as a shape factor for the convexity of the region. If the area of the convex hull is Fc and the area of the region is Fo, the shape factor K is expressed by K = Fo / Fc. The convex hull is a minimum convex set (convex region) including a given set (region). For example, the convex hull is a figure created by the rubber film when the region is wrapped with the rubber film. When the region is a convex region such as a circle, the shape factor K is 1, and when there is a dent or hole in the region, the shape factor K is less than 1. In this example, both the annular and arc-shaped bubbles B have the convexity below the set value, and the set value is set such that the convexity of the colony CL such as a circle, an ellipse, or a triangle exceeds the set value. Yes. The convexity is not limited to the one defined by the shape factor K, and may be a convexity defined by another method capable of measuring the degree of convexity of the region.
そして、気泡Bであれば円環状でも円弧状でも穴又は凹みがあるので、凸面度が設定値以下となる。また、コロニーCLは円形、楕円形、三角形などの凸形状なので、凸面度が設定値よりも大きくなる。このため、このステップS31で、コロニー候補CKの凸面度が設定値以下であるか否かを判定する凸面度判定を行うことで、コロニー候補CKを、気泡Bを含む可能性の高いコロニー候補(気泡候補)と、気泡を含まない可能性の高いコロニー候補とに分別する。この凸面度判定で、凸面度が設定値以下であればステップS32に進む。一方、凸面度が設定値よりも大きければコロニー候補と判定し、ステップS18に進む。例えば図6(b)の右図に示す複数のコロニーCLが連結又は重なりによってその領域が円弧状をなすコロニー候補CKの場合は、凸面度が設定値以下となるので、ステップS32に進む。また、図5(e)に示すように、複数のコロニーCLが連結又は重なっているものの直線状をなすコロニー候補CKの場合は、凸面度が設定値を超えるので、ステップS18に進む。なお、本実施形態では、第2判定部46がコロニー候補CKの凸面度が設定値以下であるか否かを判定するステップS31の処理が、第2判定ステップの一例に相当する。 And if it is the bubble B, since there is a hole or a dent in either an annular shape or an arc shape, the degree of convexity becomes a set value or less. Further, since the colony CL is a convex shape such as a circle, an ellipse, or a triangle, the degree of convexity is larger than the set value. For this reason, in this step S31, by performing convexity determination for determining whether or not the convexity of the colony candidate CK is equal to or less than the set value, the colony candidate CK is considered to be a colony candidate having a high possibility of containing the bubble B ( A bubble candidate) and a colony candidate that is highly likely not to contain a bubble are separated. In this convexity determination, if the convexity is equal to or less than the set value, the process proceeds to step S32. On the other hand, if the convexity is larger than the set value, it is determined as a colony candidate, and the process proceeds to step S18. For example, in the case of a colony candidate CK in which a plurality of colonies CL shown in the right diagram of FIG. 6B are connected or overlapped to form an arcuate region, the degree of convexity is equal to or less than the set value, and the process proceeds to step S32. Moreover, as shown in FIG.5 (e), in the case of the colony candidate CK which forms the linear form although the several colony CL is connected or overlapped, since convexity degree exceeds a preset value, it progresses to step S18. In the present embodiment, the process of step S31 in which the second determination unit 46 determines whether the convexity of the colony candidate CK is equal to or less than the set value corresponds to an example of a second determination step.
ステップS32では、コロニー候補の両端部を補助線で連結する。図6(a)に示すような円弧状の気泡Bの場合は、コロニー候補CKの両端部を所定太さの補助線ALで連結すると、半円形の環状になる。また、図6(b)に示すように、複数のコロニーCLが連結又は重なるもののその一部が僅かに切れていても1つの領域として抽出されたコロニー候補CKの場合、コロニー候補CKの両端部を補助線ALで連結すると、完全に閉じた環状とはならず環状の一部が切れた形状となる。なお、本実施形態では、画像生成部42がコロニー候補CKの両端部を補助線ALで連結するステップS32の処理が、連結処理ステップの一例に相当する。 In step S32, both ends of the colony candidate are connected by an auxiliary line. In the case of an arc-shaped bubble B as shown in FIG. 6A, when both ends of the colony candidate CK are connected by an auxiliary line AL having a predetermined thickness, a semicircular ring is formed. In addition, as shown in FIG. 6B, in the case of a colony candidate CK extracted as one region even though a part of a plurality of colonies CL connected or overlapped is slightly cut, both end portions of the colony candidate CK Are connected by the auxiliary line AL, it is not a completely closed ring, but a part of the ring is cut off. In the present embodiment, the process of step S32 in which the image generation unit 42 connects both ends of the colony candidate CK with the auxiliary line AL corresponds to an example of a connection processing step.
次のステップS33では、環状判定(気泡判定)を行う。すなわち、コロニー候補CKの濃領域内に濃度が閾値よりも淡い白穴がある環状であるか否かを判定する。コロニー候補CKを環状と判定すれば気泡候補BKとし、ステップS17に進む。例えば図5(f)、図6(a)の右図、図5(h)に示すコロニー候補CKの場合、環状であると判定されるので、気泡候補BKとされる。一方、コロニー候補CKが環状ではないと判定すれば、ステップS18に進むことになる。例えば図6(b)の右図に示すように、複数のコロニーCLが複数箇所で連結していて少なくとも一箇所で連結していない僅かな隙間が存在する場合は、環状の一部が切れているため、環状ではないと判定され、ステップS18に進むことになる。このように環状の一部が切れているコロニー候補CKは、複数のコロニーCLが連結又は重なっているとみなし、後の処理で分離対象となる。なお、環状判定の後に、コロニー候補CKの両端部を連結するために加えた補助線ALは消去される。また、本実施形態では、第1判定部45が、コロニー候補CKが環状であるか否かを判定するステップS33の環状判定処理が、第1判定ステップの一例に相当する。 In the next step S33, an annular determination (bubble determination) is performed. That is, it is determined whether or not the colony candidate CK has an annular shape with a white hole whose density is lighter than the threshold. If the colony candidate CK is determined to be circular, it is determined as a bubble candidate BK, and the process proceeds to step S17. For example, in the case of the colony candidate CK shown in FIG. 5 (f), the right view of FIG. 6 (a), and the colony candidate CK shown in FIG. On the other hand, if it determines with the colony candidate CK not being cyclic | annular, it will progress to step S18. For example, as shown in the right figure of FIG. 6 (b), when a plurality of colonies CL are connected at a plurality of places and there is a slight gap that is not connected at least at one place, a part of the ring is cut off. Therefore, it is determined that it is not annular, and the process proceeds to step S18. Thus, the colony candidate CK in which a part of the ring is cut is regarded as a plurality of colonies CL connected or overlapped and becomes a separation target in later processing. Note that the auxiliary line AL added to connect both ends of the colony candidate CK after the circular determination is deleted. Moreover, in this embodiment, the 1st determination part 45 corresponds to an example of the 1st determination step in the cyclic | annular determination process of step S33 which determines whether the colony candidate CK is cyclic | annular.
図9に戻って、ステップS17では、気泡除去処理を行う。環状と判定された気泡候補BK(広義のコロニー候補CKでもある)に対して気泡除去処理を施す。本例では、気泡除去処理として、コロニー候補CKの領域から閾値を超えるサイズの領域部分の形状を抽出する形状抽出処理を行う。本例の形状抽出処理は、詳しくは、閾値として円Cの直径が指定され、指定の直径の円Cが気泡候補BKの領域内に内接可能な円Cの集合領域を抽出する処理である。以下、この形状抽出処理について、図8(d),(e)に示すようにコロニーCLと気泡Bとが連結又は重なった状態にある気泡候補BKを例にして説明する。 Returning to FIG. 9, in step S17, bubble removal processing is performed. A bubble removal process is performed on the bubble candidate BK (also a broad colony candidate CK) determined to be annular. In this example, as the bubble removal process, a shape extraction process is performed to extract the shape of the area portion having a size exceeding the threshold from the area of the colony candidate CK. More specifically, the shape extraction process of this example is a process of extracting a collection region of circles C in which the diameter of the circle C is designated as a threshold and the circle C having the designated diameter can be inscribed in the region of the bubble candidate BK. . Hereinafter, this shape extraction process will be described by taking, as an example, a bubble candidate BK in which the colony CL and the bubble B are connected or overlapped as shown in FIGS.
図7(a),(c)に示すように、気泡候補BKの領域内に内接可能な指定の直径の円Cの集合領域を抽出する処理を行う。図7の例では、気泡候補BKの領域内に内接する指定の直径の円Cを複数個(図7(a)の例では4個、同図(b)の例では6個)描いているが、気泡候補BKの領域内で異なる位置で内接する無限個(処理上は有限個)の円Cの集合領域となる。換言すれば、気泡候補BKの領域内で内接する指定の直径の円Cを内接する状態を維持しつつ領域内を1周移動させたときの円Cの軌跡の領域となる。また、気泡Bをなす円弧状の気泡領域BAの幅は指定の直径よりも小さいため、この気泡領域BAには指定の直径の円C(図7(a),(c)における破線)は内接できない。よって、指定の直径の円Cが内接できない領域はその形状が抽出されないため消去される。この結果、図7(a)の例では、円弧状の気泡領域BAが消去され、指定の直径の円Cが内接可能なサイズを有する例えば円形のコロニー領域CA1が残り、図7(b)に示すように円形のコロニー領域CA2が形状抽出される。つまり、形状抽出処理によって、図7(a)にあった気泡Bの部分である気泡領域BAが消去され、図7(b)に示す円形のコロニーCLが残る。 As shown in FIGS. 7A and 7C, a process of extracting a set region of circles C having a specified diameter that can be inscribed in the region of the bubble candidate BK is performed. In the example of FIG. 7, a plurality of circles C having a specified diameter inscribed in the region of the bubble candidate BK are drawn (four in the example of FIG. 7A and six in the example of FIG. 7B). Is a collection region of an infinite number of circles C that are inscribed at different positions in the region of the bubble candidate BK. In other words, it becomes the region of the locus of the circle C when the circle C having a specified diameter that is inscribed in the region of the bubble candidate BK is maintained in a state in which the circle C is moved around the region. Further, since the width of the arc-shaped bubble area BA forming the bubble B is smaller than the specified diameter, a circle C (a broken line in FIGS. 7A and 7C) having a specified diameter is included in the bubble area BA. I can't touch. Therefore, the region in which the circle C having the specified diameter cannot be inscribed is deleted because its shape is not extracted. As a result, in the example of FIG. 7A, the arc-shaped bubble area BA is deleted, and for example, a circular colony area CA1 having a size in which the circle C having a specified diameter can be inscribed remains, and FIG. As shown, the circular colony area CA2 is extracted. That is, by the shape extraction process, the bubble area BA that is the portion of the bubble B shown in FIG. 7A is erased, and the circular colony CL shown in FIG. 7B remains.
また、図7(c)に示すように、気泡候補BKにおけるコロニーCLをなすコロニー領域CA1が指定の直径よりもかなり大きな直径(短径)を有する場合、コロニー領域CA1内に内接する指定の直径の円Cの集合領域で示される形状抽出領域SAが、図7(d)に示すように中央に穴Hを有する円環状になる。この場合、形状抽出処理の後に環状判定を行うと、気泡Bと判定されてしまうので、形状抽出処理の後に穴Hを濃く埋める処理を施して、図7(e)に示すように穴Hを有しないコロニー領域CA2とする。なお、指定の直径と想定されるコロニー最大径との比から、形状抽出処理後に抽出される形状が環状でないことが明らかな場合は、穴を濃く埋める上記の処理は省略でき必須ではない。 Further, as shown in FIG. 7C, when the colony area CA1 forming the colony CL in the bubble candidate BK has a diameter (short diameter) that is considerably larger than the specified diameter, the specified diameter inscribed in the colony area CA1 The shape extraction area SA indicated by the gathering area of the circle C becomes an annular shape having a hole H at the center as shown in FIG. In this case, if an annular determination is made after the shape extraction process, it will be determined as a bubble B. Therefore, a process for deeply filling the hole H is performed after the shape extraction process, and the hole H is formed as shown in FIG. Let it be a colony area CA2 that does not have. If it is clear from the ratio between the specified diameter and the assumed maximum colony diameter that the shape extracted after the shape extraction processing is not circular, the above-described processing for deeply filling the hole can be omitted and is not essential.
この形状抽出処理によって、気泡候補BKである図8(a)に示す円環状の気泡B、及び図8(b)に示す円弧状の気泡Bは共に消去される。また、気泡候補BKである図8(c)に示す線状の異物Nも形状抽出処理によって同様に消去される。さらに図8(d)に示す円環状の気泡BとコロニーCLとが連結又は重なっている気泡候補BKである場合、及び図8(e)に示す円弧状の気泡BとコロニーCLとが連結又は重なっている気泡候補BKである場合は、図8(d)及び図8(e)のそれぞれの下図に示すように、気泡Bが消去されて形状抽出されたコロニーCLが残ることになる。この場合、図8(e)の例では、楕円形状のコロニーCLは形状抽出処理によって円形のコロニー領域CA2として抽出される。 By this shape extraction process, both the annular bubble B shown in FIG. 8A and the arc-shaped bubble B shown in FIG. 8B, which are bubble candidates BK, are erased. Further, the linear foreign matter N shown in FIG. 8C which is the bubble candidate BK is similarly erased by the shape extraction process. Further, in the case of the bubble candidate BK in which the annular bubble B and the colony CL shown in FIG. 8D are connected or overlapped, and the arc-shaped bubble B and the colony CL shown in FIG. In the case of overlapping bubble candidates BK, as shown in the lower diagrams of FIG. 8D and FIG. 8E, the bubbles B are erased and the colony CL whose shape has been extracted remains. In this case, in the example of FIG. 8E, the elliptical colony CL is extracted as a circular colony region CA2 by the shape extraction process.
一方、図9におけるステップS18では、コロニーを計数する。つまり、気泡フィルタ処理で気泡を含む可能性の低いコロニー候補CKに対してコロニーの検出(抽出)及び計数をする計数処理を行う。この計数処理では、そのとき選択されている計数方式に応じた計数方法を用いて、中央領域A1と最外周領域A2とで別々にコロニーの計数を行う。 On the other hand, in step S18 in FIG. 9, colonies are counted. That is, a counting process for detecting (extracting) colonies and counting a colony candidate CK that is unlikely to contain bubbles in the bubble filtering process is performed. In this counting process, colonies are separately counted in the central area A1 and the outermost peripheral area A2 using a counting method according to the counting method selected at that time.
まず中央領域A1におけるコロニーの計数処理を行う。コロニー候補の円形度と面積とからコロニーを抽出する。コロニー候補CKの円形度Vが閾値を超えかつ面積が面積条件(閾値条件)を満たせば、コロニーと判定する。ここで、本例の円形度Vは、領域の面積をS1、領域の周囲長をL1とすると、V=4πS1/(L1^2)で表される。ここで、記号「^」はべき乗を表す。領域の形状が真円のときに円形度Vは最大値をとりV=1となる。円形度Vは、領域が真円以外の形状をとる場合に1未満の値をとり、形状が円に近いほど1に近い値、形状が円から離れるほど0(零)に近い値をとる。また、面積条件(閾値条件)として、コロニー候補CKの領域の面積Scが、下限面積Slower以上でかつ上限面積Supper以下である面積条件Slower≦Sc≦Supperを満たすことが設定されている。なお、円形度は、領域の形状が円に近いほど値が一様に大きくなる計算式で定義される限りにおいて、他の計算式で定義されるものを用いてもよい。 First, the colony counting process in the central area A1 is performed. Colonies are extracted from the roundness and area of colony candidates. If the circularity V of the colony candidate CK exceeds the threshold and the area satisfies the area condition (threshold condition), it is determined as a colony. Here, the circularity V in this example is expressed by V = 4πS1 / (L1 ^ 2) where S1 is the area of the region and L1 is the peripheral length of the region. Here, the symbol “^” represents a power. When the shape of the region is a perfect circle, the circularity V takes a maximum value and V = 1. The circularity V takes a value of less than 1 when the region has a shape other than a perfect circle, and takes a value closer to 1 as the shape is closer to a circle, and a value closer to 0 (zero) as the shape is farther from the circle. Further, as the area condition (threshold condition), the area Sc of the colony candidate CK region is set to satisfy an area condition Slower ≦ Sc ≦ Superper that is not less than the lower limit area Slower and not more than the upper limit area Superper. In addition, as long as the circularity is defined by a calculation formula in which the value increases uniformly as the shape of the region is closer to a circle, a value defined by another calculation formula may be used.
そして、円形度Vと面積とがそれぞれの閾値条件を満たし、コロニーと判定されると、その判定されたコロニーにマーキングが施され、座標とコロニーである旨の情報とがメモリ36の所定記憶領域に記憶される。そして、マーキングされたコロニーのうち中央領域A1に属する座標を有するコロニーの数を計数する計数処理を行い、中央領域A1におけるコロニー数Ccを取得する。この中央領域A1における計数処理は、各計数方式で共通である。 When the circularity V and the area satisfy the respective threshold conditions and are determined to be colonies, the determined colonies are marked, and coordinates and information indicating that the colonies are stored in a predetermined storage area of the memory 36 Is remembered. And the count process which counts the number of the colonies which have the coordinate which belongs to center area | region A1 among the marked colonies is performed, and the colony number Cc in center area | region A1 is acquired. The counting process in the central area A1 is common to each counting method.
次に最外周領域におけるコロニーの計数処理を行う。最外周領域A2におけるコロニー数は、計数方式に応じた方法で計数される。第1の計数方式(回転方式)の場合は、回転角度の異なる複数の検査対象画像領域KA中の最外周領域A2におけるコロニー候補に対して、中央領域A1のときと同様に円形度と面積とからコロニーを抽出する。そして、回転角度の異なる最外周領域A2間で対応する座標を比較し、ある最外周領域A2で1個であったコロニーが、他の最外周領域A2の対応する座標では複数個であれば、多い方の複数個を採用する。この方法でコロニー計数を行って最外周領域A2におけるコロニー数Coを取得する。また、第2の計数方式(推定方式)の場合は、中央領域A1におけるコロニー数Ccに所定の比率を乗じて最外周領域A2におけるコロニー数Coを取得する。 Next, the colony counting process in the outermost peripheral region is performed. The number of colonies in the outermost peripheral area A2 is counted by a method according to the counting method. In the case of the first counting method (rotation method), for the colony candidates in the outermost peripheral region A2 in the plurality of inspection target image regions KA having different rotation angles, the circularity and area are the same as in the central region A1. Extract colonies from Then, the corresponding coordinates between the outermost peripheral areas A2 with different rotation angles are compared, and if there are a plurality of colonies that were one in the outermost peripheral area A2 in the corresponding coordinates of the other outermost peripheral area A2, Use the larger number. Colony counting is performed by this method to obtain the number of colonies Co in the outermost peripheral area A2. In the case of the second counting method (estimation method), the number of colonies Co in the outermost peripheral region A2 is acquired by multiplying the number of colonies Cc in the central region A1 by a predetermined ratio.
ステップS19では、中央領域と最外周領域の各計数結果を統合する。つまり、中央領域A1におけるコロニー数Ccと最外周領域A2におけるコロニー数Coとを加算し、統合したコロニー数Ca(Ca=Cc+Co)を取得する。 In step S19, the count results of the central area and the outermost peripheral area are integrated. That is, the number of colonies Cc in the central area A1 and the number of colonies Co in the outermost peripheral area A2 are added to obtain an integrated colony number Ca (Ca = Cc + Co).
ステップS20では、分離対象であるか否かを判定する。本例では、ステップS18で計数の対象とされたコロニーと、気泡除去処理で抽出されたコロニーとが判定の対象とされる。本例では、分離対象である否かを、コロニー候補CKの面積と、コロニー候補CKの外接矩形の縦横比(アスペクト比)とにより判定する。すなわち、コロニー候補CKの面積が閾値を超え、かつ縦横比が「1」よりも大きな値の設定値を超えるときは、分離対象と判定する。ここで、設定値としては、例えば同径の2つのコロニーが最大許容重なり量で連結又は重なっているときの外接矩形の縦横比よりもマージン分小さめの値に設定されている。例えば図5(d),(e)及び図6(b)に示されたコロニー候補CKが分離対象とされる。コロニー候補が分離対象であればステップS21に進み、分離対象ではなければステップS22に進む。なお、このステップS20の処理が、第3判定ステップの一例に相当する。 In step S20, it is determined whether or not it is a separation target. In this example, the colonies targeted for counting in step S18 and the colonies extracted by the bubble removal process are targeted for determination. In this example, whether or not it is a separation target is determined by the area of the colony candidate CK and the aspect ratio (aspect ratio) of the circumscribed rectangle of the colony candidate CK. That is, when the area of the colony candidate CK exceeds the threshold and the aspect ratio exceeds a set value greater than “1”, it is determined as a separation target. Here, for example, the set value is set to a value smaller than the aspect ratio of the circumscribed rectangle when two colonies having the same diameter are connected or overlapped with the maximum allowable overlap amount. For example, the colony candidate CK shown in FIGS. 5D, 5E, and 6B is the separation target. If the colony candidate is a separation target, the process proceeds to step S21, and if not, the process proceeds to step S22. The process of step S20 corresponds to an example of a third determination step.
ステップS21では、コロニーを分離する。すなわち、分離対象であるコロニー候補CKに、複数のコロニーCLに分離する分離処理を施す。本例では、コロニー候補CKの濃淡から括れ部を検出し、その括れ部でコロニー候補CKの領域を複数の領域に分離することで、複数のコロニーCLに分離する。例えば図6(b)の左図において、複数のコロニーCLの括れd(凹部)の部分を検出し、検出した括れdでコロニー候補CKの領域を複数の領域に分離し、分離した領域のそれぞれを新たにコロニー候補CKとする。そして、分離された新たなコロニーの数を計数する。 In step S21, colonies are separated. That is, the separation process for separating the colony candidates CK to be separated into a plurality of colonies CL is performed. In this example, a constricted portion is detected from the density of the colony candidate CK, and the region of the colony candidate CK is separated into a plurality of regions at the constricted portion, so that the colony CL is separated into a plurality of colonies CL. For example, in the left diagram of FIG. 6B, a portion of a constriction d (concave portion) of a plurality of colonies CL is detected, a region of colony candidate CK is separated into a plurality of regions by the detected constriction d, and each of the separated regions is detected. Is newly set as a colony candidate CK. Then, the number of new colonies separated is counted.
ステップS22では、計数結果を統合する。すなわち、ステップS19で統合したコロニー数Caと、気泡除去処理で抽出されたコロニーの数Csと、分離処理(S21)で増えたコロニー増分数ΔCとの和に相当するコロニー数を計算し、試料Sにおける総コロニー数Ctを取得する(Ct=Ca+Cs+ΔC)。なお、このステップS22の処理が、計数ステップの一例に相当する。 In step S22, the counting results are integrated. That is, the number of colonies corresponding to the sum of the number of colonies Ca integrated in step S19, the number of colonies Cs extracted by the bubble removal process, and the colony increment number ΔC increased by the separation process (S21) is calculated. The total number of colonies Ct in S is obtained (Ct = Ca + Cs + ΔC). Note that the processing in step S22 corresponds to an example of a counting step.
次のステップS23では、計数結果をモニタ33に表示する。モニタ33に表示された試料Sの画像には、コロニーCLを囲むマークと異物Nを囲むマークとが異なる色で重畳表示される。さらに1つのマークが付されたコロニー領域に存在するコロニー数が数字で重畳表示される。このため、検出したコロニーCLの分布状況を視覚的に把握できるうえ、1つの連続する領域に存在するコロニーの数を把握でき、さらに異物Nの分布状況もコロニーCLと分けて把握することができる。 In the next step S23, the count result is displayed on the monitor 33. In the image of the sample S displayed on the monitor 33, the mark surrounding the colony CL and the mark surrounding the foreign object N are superimposed and displayed in different colors. Furthermore, the number of colonies present in the colony region to which one mark is attached is superimposed and displayed as a number. Therefore, the distribution status of the detected colonies CL can be visually grasped, the number of colonies existing in one continuous area can be grasped, and the distribution status of the foreign matter N can also be grasped separately from the colonies CL. .
以上詳述したようにこの第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)気泡候補BKに形状抽出処理を施す。よって、画像中において気泡BとコロニーCLとが連結又は重なっていても、気泡Bを除去してコロニーCLを検出し、その検出したコロニーCLを計数することができる。よって、検査システム11及び検出処理装置40のコロニーの検出精度及びコロニーの計数精度を高めることができる。
As described above in detail, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The shape extraction process is performed on the bubble candidate BK. Therefore, even if the bubble B and the colony CL are connected or overlapped in the image, the bubble B is removed to detect the colony CL, and the detected colony CL can be counted. Therefore, the colony detection accuracy and colony counting accuracy of the inspection system 11 and the detection processing device 40 can be increased.
(2)異物除去処理の一例として行う形状抽出処理が形状を抽出するときに領域に内接させる所定サイズ(指定の直径)の形状を円Cとしたので、形状抽出処理が比較的簡単で済む。また、形状抽出処理により、円Cが内接できない領域を消去できるので、円環状又は円弧状の気泡Bを除去しつつ、円Cが内接可能なコロニー領域CA1を形状抽出したコロニー領域CA2を残すことができる。よって、コロニーCLと気泡Bとが連結又は重なっていても、適切に気泡Bを除去することができる。 (2) Since the shape extraction process performed as an example of the foreign substance removal process has a predetermined size (designated diameter) inscribed in the region when extracting the shape, the shape extraction process is relatively simple. . Further, since the region where the circle C cannot be inscribed can be erased by the shape extraction process, the colony region CA2 obtained by extracting the shape of the colony region CA1 where the circle C can be inscribed while removing the annular or arc-shaped bubbles B is obtained. Can leave. Therefore, even if the colony CL and the bubble B are connected or overlapped, the bubble B can be appropriately removed.
(3)第2判定部46が、第2判定ステップの一例として、コロニー候補CKの凸面度が設定値以下であるか否かを判定し、これにより凸面度が設定値以下であって気泡Bを含む可能性の高いコロニー候補CKと気泡Bを含む可能性の低いコロニー候補とを分別することができる。そして、画像生成部42が、凸面度が設定値以下であって気泡Bを含む可能性の高いコロニー候補CKの両端部を補助線ALで連結する連結処理ステップ(S33)を行う。さらに第1判定部45が、第1判定ステップの一例として環状判定(S34)を行う。この結果、コロニー候補CKのうちから異物除去処理(形状抽出処理)が必要な気泡候補BKを抽出することができる。よって、異物除去処理の対象とする気泡候補BK(広義のコロニー候補CK)の数を減らすことができる。この結果、検査システム11及び検出処理装置40によるコロニーの計数処理速度を高速化できる。 (3) As an example of the second determination step, the second determination unit 46 determines whether or not the convexity of the colony candidate CK is equal to or less than a set value. The colony candidate CK having a high possibility of containing the bubbles and the colony candidate having a low possibility of containing the bubbles B can be distinguished. Then, the image generation unit 42 performs a connection processing step (S33) in which both end portions of the colony candidate CK having a convexity degree equal to or less than the set value and highly likely to include the bubbles B are connected by the auxiliary line AL. Furthermore, the 1st determination part 45 performs cyclic | annular determination (S34) as an example of a 1st determination step. As a result, it is possible to extract the bubble candidate BK that requires the foreign substance removal process (shape extraction process) from the colony candidate CK. Therefore, it is possible to reduce the number of bubble candidates BK (broadly defined colony candidates CK) to be subjected to the foreign substance removal processing. As a result, the colony counting processing speed by the inspection system 11 and the detection processing device 40 can be increased.
(4)異物除去処理の後のコロニー候補のうち分離対象については複数のコロニーに分離するので、検査システム11及び検出処理装置40によるコロニー計数精度を一層向上させることができる。 (4) Since the separation target among the colony candidates after the foreign substance removal processing is separated into a plurality of colonies, the colony counting accuracy by the inspection system 11 and the detection processing device 40 can be further improved.
(5)第1の計数方式と第2の計数方式のうち一方の実施により、最外周領域A2のコロニー計数精度が高まり、ひいては検出処理装置40のコロニー計数精度が高くなる。
(6)最外周領域A2を極座標変換した帯状画像BIでコロニー候補の抽出(本例では座標の取得)を行うので、コロニー候補CKを比較的正確に抽出することができる。例えば極座標変換を行わない場合、コロニー領域抽出時のX方向とY方向に行う処理が、シャーレ30の円弧状の側壁部30a及び側壁部30aでの光の屈折によりできた濃淡の輪が邪魔になってコロニー領域の特定が困難になる。しかし、本実施形態では、シャーレ30の側壁部30a及び濃淡の輪が極座標変換によりそれぞれX方向と平行な直線状に変換されるため、X方向とY方向に処理のときに邪魔になりにくく、領域の座標を取得し易くなる。このため、コロニー候補を比較的漏らさず領域の形状も比較的正確に抽出できる。
(5) By implementing one of the first counting method and the second counting method, the colony counting accuracy of the outermost peripheral area A2 is increased, and as a result, the colony counting accuracy of the detection processing device 40 is increased.
(6) Since colony candidates are extracted (acquisition of coordinates in this example) using the band-shaped image BI obtained by polar-coordinate conversion of the outermost peripheral area A2, the colony candidates CK can be extracted relatively accurately. For example, when the polar coordinate conversion is not performed, the processing performed in the X direction and the Y direction when extracting the colony region is obstructed by the arc-shaped side wall portion 30a of the petri dish 30 and the light and shade ring formed by the refraction of light at the side wall portion 30a. It becomes difficult to specify the colony region. However, in the present embodiment, the side wall 30a of the petri dish 30 and the light and dark circles are each converted into a straight line parallel to the X direction by polar coordinate conversion, so that it is difficult to disturb the processing in the X direction and the Y direction. It becomes easy to acquire the coordinates of the area. For this reason, the shape of the region can be extracted relatively accurately without leaking colony candidates.
(7)気泡Bに加え、繊維状又は線状の異物Nも異物除去処理の一例である形状抽出処理により除去することができる。よって、この点からも、コロニーの計数精度を向上できる。 (7) In addition to the bubbles B, the fibrous or linear foreign matter N can also be removed by the shape extraction process which is an example of the foreign matter removal process. Therefore, also from this point, the colony counting accuracy can be improved.
前記実施形態は、上記に限定されず、以下のように変更してもよい。
・抽出部43は、抽出処理において、最外周領域A2を極座標変換した後の帯状画像BIにおいてコロニー候補の極座標を取得してその極座標から元の座標系の座標を取得し、領域の抽出は元の座標系で行ったが、帯状画像BIにおいてコロニー候補の領域の抽出まで行ってもよい。さらに帯状拡大画像LIにおいてコロニー候補を抽出する抽出処理を行ってもよい。また、帯状画像BI又は帯状拡大画像LIにおいて、コロニー候補の凸面度判定(第2判定ステップ)、コロニー候補の両端部を補助線で連結する連結処理ステップ、及びコロニー候補が異物(気泡)であるか否かを判定する環状判定(第1判定ステップの一例)を行ってもよい。さらに帯状画像BI又は帯状拡大画像LIにおいてコロニーの計数処理を行ってもよい。この方法によれば、最外周領域A2におけるコロニー候補の抽出がし易いうえ、極座標から元の座標との対応をとらなくても異物の除去を含む各種の処理を行うことができる。
The embodiment is not limited to the above, and may be modified as follows.
In the extraction process, the extraction unit 43 acquires the polar coordinates of the colony candidate in the strip-shaped image BI after the polar coordinate conversion of the outermost peripheral area A2, acquires the coordinates of the original coordinate system from the polar coordinates, and extracts the area from the original However, it may be performed up to extraction of a colony candidate region in the band-like image BI. Further, extraction processing for extracting colony candidates from the band-shaped enlarged image LI may be performed. In addition, in the band-shaped image BI or the band-shaped enlarged image LI, the convexity degree determination of the colony candidate (second determination step), the connection processing step of connecting both ends of the colony candidate with an auxiliary line, and the colony candidate is a foreign object (bubble). An annular determination (an example of a first determination step) may be performed to determine whether or not. Further, the colony counting process may be performed on the band-shaped image BI or the band-shaped enlarged image LI. According to this method, colony candidates in the outermost peripheral area A2 can be easily extracted, and various processes including removal of foreign matters can be performed without taking correspondence from the polar coordinates to the original coordinates.
・抽出部43が行う濃淡又は色の違いに基づくコロニー候補の抽出処理は、エッジ検出処理を含んでもよい。
・抽出ステップで抽出したコロニー候補の全てに異物除去処理を施してもよい。異物除去処理に要する処理時間が長くなるものの微生物の検出精度及び計数精度は向上する。
The colony candidate extraction process based on the density or color difference performed by the extraction unit 43 may include an edge detection process.
-You may perform a foreign material removal process to all the colony candidates extracted at the extraction step. Although the processing time required for the foreign substance removal processing becomes longer, the detection accuracy and counting accuracy of microorganisms are improved.
・抽出部43が抽出したコロニー候補の全てに連結処理ステップ及び環状判定(第1判定ステップの一例)を行うようにしてもよい。この方法によれば、連結処理及び環状判定処理の対象数が多くなるものの異物を除去してコロニーを検出できる。 -You may make it perform a connection process step and circular determination (an example of a 1st determination step) to all the colony candidates which the extraction part 43 extracted. According to this method, a colony can be detected by removing foreign matters although the number of objects of the connection process and the circular determination process is increased.
・連結処理ステップ(S32)は廃止してもよい。この方法でも、環状の気泡を除去してコロニーを検出できる。さらに環状判定(S33)を廃止してもよい。この方法によれば、凸面度が設定値以下の気泡候補に異物除去処理(例えば形状抽出処理)を施すことで、環状及び円弧状の気泡を除去してコロニーを検出できる。 -You may abbreviate | omit a connection process step (S32). Even in this method, colonies can be detected by removing the annular bubbles. Furthermore, the annular determination (S33) may be abolished. According to this method, a colony can be detected by removing circular and arc-shaped bubbles by applying a foreign substance removal process (for example, a shape extraction process) to bubble candidates having a convexity of not more than a set value.
・計数ステップ及び計数部を無くしてもよい。すなわち、微生物計数装置のようにコロニーの計数はせずコロニーの検出までを行う微生物検出装置に適用してもよい。この微生物検出装置によれば、気泡と連結又は重なっているコロニーも検出できる。 -The counting step and counting unit may be eliminated. That is, the present invention may be applied to a microorganism detecting apparatus that does not count colonies but performs colony detection as in the microorganism counting apparatus. According to this microorganism detection apparatus, colonies connected to or overlapping with bubbles can also be detected.
・形状抽出処理では、コロニー候補の領域に内接させる形状を円としたが、楕円や、三角形、四角形、五角形、六角形、台形、菱形等の多角形などの他の所定形状でもよい。また、所定形状をコロニー候補の領域に内接する状態で転がしたときの軌跡となる領域を抽出することで形状抽出を行ってもよい。 In the shape extraction process, the shape inscribed in the area of the colony candidate is a circle, but other predetermined shapes such as an ellipse, a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a trapezoid, and a rhombus may be used. Alternatively, the shape extraction may be performed by extracting a region that becomes a locus when the predetermined shape is rolled in a state inscribed in the colony candidate region.
・検査対象画像領域を中央領域と最外周領域とに分けない方法でコロニーを検出してもよい。また、最外周領域を検査対象から除外してコロニーの検査を行ってもよい。
・撮影時期と計数時期をずらしてもよい。撮影時期に複数の試料Sを撮影した画像をメモリ36に逐次保存し、その後、例えば1時間〜数日後の必要な時期にメモリ36から画像を読み出し、画像に対するコロニーの計数処理を複数枚分まとめて行ってもよい。この場合、検査員が検査システム11の入力装置32を用いてコロニー計数指示操作を行うと、この指示を受け付けたコンピュータ38はプログラムPRを実行し、抽出ステップ、異物除去ステップ及び計数ステップを行う。
-You may detect a colony by the method which does not divide a test object image area | region into a center area | region and an outermost periphery area | region. Further, the colony may be inspected by excluding the outermost peripheral region from the inspection target.
・ The shooting time and counting time may be shifted. Images obtained by photographing a plurality of samples S at the photographing time are sequentially stored in the memory 36, and thereafter, for example, the images are read from the memory 36 at a necessary time one hour to several days later, and a plurality of colony counting processes for the images are collected. You may go. In this case, when the inspector performs a colony counting instruction operation using the input device 32 of the inspection system 11, the computer 38 that has received this instruction executes the program PR, and performs an extraction step, a foreign matter removal step, and a counting step.
・カラーカメラを使用し、カラー画像を用いてコロニー候補を抽出してもよい。この場合、濃淡値ではなく色(例えばRGB)の階調値に基づいて培地とコロニーとの色合いの違いからコロニー候補を抽出すればよい。また、環状判定において所定の色(例えば気泡の色)の補助線を追加し、環状判定を色判定により行ってもよい。また、カラーカメラを使用する場合、抽出処理、凸面度判定、環状判定などを含む複数の処理のうち一部の処理を色判定で行い、他の一部の処理を濃淡判定で行ってもよい。 -You may extract a colony candidate using a color image using a color camera. In this case, colony candidates may be extracted from the difference in color between the culture medium and the colony based on the gradation value of the color (for example, RGB) instead of the gray value. Further, an auxiliary line of a predetermined color (for example, bubble color) may be added in the circular determination, and the circular determination may be performed by color determination. When a color camera is used, some of the plurality of processes including extraction processing, convexity determination, ring determination, and the like may be performed by color determination, and some other processing may be performed by shading determination. .
・極座標変換はしなくてもよい。極座標変換はせず円環状の周縁領域のままコロニー候補の抽出、コロニーの抽出(検出)、コロニー計数を行ってもよい。
・検出対象(計数対象)とされる微生物は、例えば好気性細菌、大腸菌、腸内細菌、酵母、麹菌、カビ、黄色ブドウ球菌、リステリア、カンピロバクターなどをはじめとする、一般に食物混入に関与する細菌又はそのコロニーであればよい。
・ Polar coordinate conversion is not necessary. Extraction of colony candidates, extraction (detection) of colonies, and colony counting may be performed with the circular peripheral region without performing polar coordinate conversion.
-Microorganisms to be detected (counted) are bacteria that are generally involved in food contamination, including aerobic bacteria, Escherichia coli, intestinal bacteria, yeast, gonorrhea, mold, Staphylococcus aureus, Listeria, Campylobacter, etc. Or that colony may be sufficient.
・第1の計数方式を廃止し、試料Sを回転させない方法としてもよい。また、第2の計数方式を廃止し、最外周領域A2(周縁領域の一例)のコロニー数を、中央領域のコロニー数に対して所定の比率として推定することはせず、実際にコロニーを検出して計数してもよい。これらの場合、最外周領域A2(周縁領域の一例)におけるコロニー候補の抽出過程で極座標変換を行うかどうかは適宜選択できる。 -It is good also as a method which abolishes a 1st count system and does not rotate the sample S. FIG. In addition, the second counting method is abolished, and the number of colonies in the outermost peripheral area A2 (an example of the peripheral area) is not estimated as a predetermined ratio with respect to the number of colonies in the central area. And may be counted. In these cases, it is possible to appropriately select whether or not to perform polar coordinate conversion in the process of extracting colony candidates in the outermost peripheral area A2 (an example of the peripheral area).
11…微生物検査システム、12…検査部、13…パーソナルコンピュータ、16…カメラ、23…光源、31…本体、32…入力装置、33…モニタ、36…メモリ、38…コンピュータ、40…微生物検出装置の一例としての検出処理装置、41…制御部、42…画像生成部、43…抽出部、44…異物除去処理部、45…第1判定部、46…第2判定部、47…第3判定部、48…計数部、PR…プログラム、S…検査対象物の一例である試料、M…培地、KA…検査対象画像領域、A1…中央領域、A2…周縁領域の一例としての最外周領域、CL…コロニー、B…異物の一例としての気泡、N…異物、CK…コロニー候補、BK…気泡候補、AL…補助線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Microorganism test | inspection system, 12 ... Test | inspection part, 13 ... Personal computer, 16 ... Camera, 23 ... Light source, 31 ... Main body, 32 ... Input device, 33 ... Monitor, 36 ... Memory, 38 ... Computer, 40 ... Microorganism detection apparatus Detection processing apparatus as an example, 41... Control unit, 42... Image generation unit, 43... Extraction unit, 44 .. foreign matter removal processing unit, 45 .. first determination unit, 46. 48, a counting unit, PR, a program, S, a sample that is an example of an inspection object, M, a culture medium, KA, an image region to be inspected, A1, a central region, A2, an outermost peripheral region as an example of a peripheral region, CL: Colony, B: Bubble as an example of foreign matter, N: Foreign matter, CK ... Colony candidate, BK ... Bubble candidate, AL ... Auxiliary line.
Claims (8)
培地を含む検査対象物を撮影した画像中の検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいて微生物のコロニーが存在する可能性のある領域をコロニー候補として抽出する抽出ステップと、
前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定する環状判定ステップと、
当該環状判定ステップで異物と判定されたコロニー候補を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去ステップとを備えたことを特徴とする微生物検出方法。 A microorganism detection method for detecting microorganisms cultured in a medium,
An extraction step for extracting, as a colony candidate, a region in which a colony of microorganisms may exist based on a difference in color or color from a culture medium in an inspection target image region in an image obtained by photographing a test target including a culture medium; ,
Determining whether the colony candidate is circular, and determining whether the colony candidate is a foreign substance or a colony candidate in which a plurality of colonies are linked, and a circular determination step;
Microorganism detection method characterized by comprising a foreign substance removal step by applying a foreign substance removal process that removes the colony candidates it is determined that the foreign matter in the annular determining step for extracting the colonies.
前記コロニー候補の凸面度が設定値以下であるか否かを判定する凸面度判定ステップと、
前記凸面度が設定値以下のコロニー候補の両端部を補助線で連結する連結処理ステップとを更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の微生物検出方法。 Prior to the annular determination step ,
A convexity determination step for determining whether or not the convexity of the colony candidate is equal to or less than a set value;
Microorganism detection method according to claim 1 or 2, further comprising wherein the kite and a connecting process step of connecting both ends of the convex surface of a set value or less colony candidates auxiliary line.
前記分離対象と判定されたコロニー候補に対して分離処理を施す分離ステップとを更に備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の微生物検出方法。 Separation determination step for determining whether or not the candidate for colony after the foreign substance removal processing in the foreign substance removal step is a separation target that may include a plurality of colonies;
The microorganism detection method according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a separation step of performing a separation process on the colony candidate determined as the separation target.
前記抽出ステップでは、前記周縁領域を極座標変換する極座標変換ステップを更に備え、極座標変換後の周縁領域の画像において前記周縁領域におけるコロニー候補を抽出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の微生物検出方法。 Dividing the image area to be inspected into a central area and a peripheral area;
In the extraction step, further comprising a polar coordinate conversion step of polar coordinate converting the peripheral area, any one of claims 1 to 5, characterized in that extracting the colony candidates in the peripheral region in the image of the peripheral region after polar coordinate conversion The method for detecting a microorganism according to one item.
培地を含む検査対象物を撮影した画像中の検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいて微生物のコロニーが存在する可能性のある領域をコロニー候補として抽出する抽出部と、
前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定する環状判定部と、
前記コロニー候補に対してコロニー以外の異物を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去処理部とを備えたことを特徴とする微生物検出装置。 A microorganism detection apparatus for detecting microorganisms cultured in a medium,
An extraction unit for extracting a region where a colony of microorganisms may exist as a colony candidate based on a difference in color or color from a culture medium in an inspection target image region in an image obtained by photographing a test target including a culture medium; ,
It is determined whether the colony candidate is circular, and the circular determination unit that determines whether the colony candidate is a foreign substance or a colony candidate in which a plurality of colonies are connected, and
Microorganism detection apparatus characterized by comprising a foreign substance removal processing unit which extracts the colonies subjected to foreign matter removing process of removing foreign matter other than colony to the colony candidates.
コンピュータに、
培地を含む検査対象物を撮影した画像中の検査対象画像領域内で、培地との濃淡又は色の違いに基づいて微生物のコロニーが存在する可能性のある領域をコロニー候補として抽出する抽出ステップと、
前記コロニー候補が環状であるか否かを判定し、当該コロニー候補が異物であるか、複数のコロニーが連なったコロニー候補であるかを判定する環状判定ステップと、
当該環状判定ステップで異物と判定されたコロニー候補を除去する異物除去処理を施してコロニーを抽出する異物除去ステップとを実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute a microorganism detection process for detecting microorganisms cultured in a medium,
On the computer,
An extraction step for extracting, as a colony candidate, a region in which a colony of microorganisms may exist based on a difference in color or color from a culture medium in an inspection target image region in an image obtained by photographing a test target including a culture medium; ,
Determining whether the colony candidate is circular, and determining whether the colony candidate is a foreign substance or a colony candidate in which a plurality of colonies are linked, and a circular determination step;
Program for executing a foreign substance removal step by applying a foreign substance removal process that removes the colony candidates it is determined that the foreign matter in the annular determining step for extracting the colonies.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014178531A JP6223932B2 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014178531A JP6223932B2 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016052256A JP2016052256A (en) | 2016-04-14 |
| JP6223932B2 true JP6223932B2 (en) | 2017-11-01 |
Family
ID=55743995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014178531A Active JP6223932B2 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6223932B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6585428B2 (en) * | 2015-08-28 | 2019-10-02 | 株式会社エヌテック | Microorganism detection method, microorganism detection apparatus and program |
| WO2018041900A1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | bioMérieux | Method, system and computer program product for determining the presence of microorganisms and identifying said microorganisms |
| ES2975773T3 (en) * | 2017-09-28 | 2024-07-15 | Bd Kiestra Bv | Methods and systems for the automated evaluation of antibiotic sensitivity |
| CN109777718A (en) * | 2019-02-01 | 2019-05-21 | 北京陆桥技术股份有限公司 | Colony hybridization acquisition system |
| JP7620403B2 (en) * | 2020-09-10 | 2025-01-23 | 合同会社H.U.グループ中央研究所 | Bacteria identification support method, multi-colony learning model generation method, bacteria identification support device, and computer program |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003116593A (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-22 | Hakuju Inst For Health Science Co Ltd | Method for judging microorganism and device therefor |
| JP4213142B2 (en) * | 2005-06-15 | 2009-01-21 | 株式会社エヌテック | Colony counting method |
| JP5430122B2 (en) * | 2008-10-30 | 2014-02-26 | 栄研化学株式会社 | Microorganism detection method, apparatus and program |
-
2014
- 2014-09-02 JP JP2014178531A patent/JP6223932B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016052256A (en) | 2016-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6223932B2 (en) | Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program | |
| WO2011162213A1 (en) | Method for detecting microorganisms, device for detecting microorganisms and program | |
| JP7300834B2 (en) | Systems, methods and apparatus for image capture and display | |
| US8508588B2 (en) | Methods and systems for identifying well wall boundaries of microplates | |
| EP3776458A1 (en) | Augmented reality microscope for pathology with overlay of quantitative biomarker data | |
| JP2009175334A (en) | Microscope system, image generation method, and program | |
| CN116087036B (en) | A device and image analysis method for deep sea mining sediment plume image recognition | |
| RU2019115141A (en) | System and method for performing automated analysis of air samples | |
| CN113667584A (en) | Colony contrast collection | |
| JP5833631B2 (en) | Method for setting one or more ranges of one or more inspection parameters in an optical inspection system | |
| CN104792794A (en) | Machine vision based optical film surface defect detecting method | |
| WO2017221592A1 (en) | Image processing device, image processing method, and image processing program | |
| JP2008212017A (en) | Cell state determination device and cell state determination method | |
| WO2008007461A1 (en) | Image processing device and image processing program | |
| CN118229629A (en) | Edge detection method, system, equipment and medium for large-size liquid crystal display | |
| US8406514B2 (en) | Image processing device and recording medium storing image processing program | |
| GB2610426A (en) | System and method for identifying and counting biological species | |
| EP2075757A2 (en) | Image processing device and image processing program | |
| JP2015194700A (en) | Focusing determination device, focusing determination method, and imaging device | |
| CN119963926A (en) | A titanium plate surface defect classification and recognition method and system based on image processing | |
| JP2005241304A (en) | Appearance inspection method | |
| JP3869905B2 (en) | Method and apparatus for inspecting non-metallic inclusions in metallic materials | |
| WO2018198253A1 (en) | Image processing device, image capture system, image processing method, and image processing program | |
| JP4938428B2 (en) | Specimen image creation method and apparatus | |
| US20240420828A1 (en) | Method for automated whole-slide scanning of gram stained slides and early detection of microbiological infection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160530 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170321 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170522 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170912 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171004 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6223932 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |